df.h (DF_INSN_INFO_MWS, [...]): New macros.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / gcse.c
1 /* Partial redundancy elimination / Hoisting for RTL.
2    Copyright (C) 1997-2014 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 /* TODO
21    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
22    - calc rough register pressure information and use the info to drive all
23      kinds of code motion (including code hoisting) in a unified way.
24 */
25
26 /* References searched while implementing this.
27
28    Compilers Principles, Techniques and Tools
29    Aho, Sethi, Ullman
30    Addison-Wesley, 1988
31
32    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
33    E. Morel, C. Renvoise
34    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
35
36    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
37    Frederick Chow
38    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
39
40    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
41    D.M. Dhamdhere
42    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
43
44    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
45    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
46    K-H Drechsler, M.P. Stadel
47    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
48
49    Practical Adaptation of the Global Optimization
50    Algorithm of Morel and Renvoise
51    D.M. Dhamdhere
52    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
53
54    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
55    Dependence Graph
56    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
57    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
58
59    Lazy Code Motion
60    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
61    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
62
63    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
64    Time for Reducible Flow Control
65    Thomas Ball
66    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
67    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
68
69    An Efficient Representation for Sparse Sets
70    Preston Briggs, Linda Torczon
71    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
72    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
73
74    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
75    K-H Drechsler, M.P. Stadel
76    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
77
78    Partial Dead Code Elimination
79    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
80    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
81
82    Effective Partial Redundancy Elimination
83    P. Briggs, K.D. Cooper
84    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
85
86    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
87    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
88    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
89
90    Optimal Code Motion: Theory and Practice
91    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
92    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
93
94    The power of assignment motion
95    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
96    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
97
98    Global code motion / global value numbering
99    C. Click
100    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
101
102    Value Driven Redundancy Elimination
103    L.T. Simpson
104    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
105
106    Value Numbering
107    L.T. Simpson
108    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
109
110    High Performance Compilers for Parallel Computing
111    Michael Wolfe
112    Addison-Wesley, 1996
113
114    Advanced Compiler Design and Implementation
115    Steven Muchnick
116    Morgan Kaufmann, 1997
117
118    Building an Optimizing Compiler
119    Robert Morgan
120    Digital Press, 1998
121
122    People wishing to speed up the code here should read:
123      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
124      B.G. Ryder, M.C. Paull
125      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
126
127      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
128      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
129      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
130
131    People wishing to do something different can find various possibilities
132    in the above papers and elsewhere.
133 */
134
135 #include "config.h"
136 #include "system.h"
137 #include "coretypes.h"
138 #include "tm.h"
139 #include "diagnostic-core.h"
140 #include "toplev.h"
141
142 #include "hard-reg-set.h"
143 #include "rtl.h"
144 #include "tree.h"
145 #include "tm_p.h"
146 #include "regs.h"
147 #include "ira.h"
148 #include "flags.h"
149 #include "insn-config.h"
150 #include "recog.h"
151 #include "basic-block.h"
152 #include "function.h"
153 #include "expr.h"
154 #include "except.h"
155 #include "ggc.h"
156 #include "params.h"
157 #include "cselib.h"
158 #include "intl.h"
159 #include "obstack.h"
160 #include "tree-pass.h"
161 #include "hash-table.h"
162 #include "df.h"
163 #include "dbgcnt.h"
164 #include "target.h"
165 #include "gcse.h"
166
167 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
168    are a superset of those done by classic GCSE.
169
170    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
171    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
172    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
173    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
174    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
175    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
176
177    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
178    (set (pseudo-reg) (expression)).
179    Function want_to_gcse_p says what these are.
180
181    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
182    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
183    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
184    high part and a low part).
185
186    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
187    partially redundant).
188
189    **********************
190
191    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
192    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
193    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
194    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
195    the expense.
196
197    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
198    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
199    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
200    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
201
202    It was found doing copy propagation between each pass enables further
203    substitutions.
204
205    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
206    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
207    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
208    at the time when the study was conducted.
209
210    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
211    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
212
213    **********************
214
215    The steps for PRE are:
216
217    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
218
219    2) Perform the data flow analysis for PRE.
220
221    3) Delete the redundant instructions
222
223    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
224       redundant instructions fully redundant.
225
226    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
227       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
228
229    The deletion is done first so that when we do insertions we
230    know which pseudo reg to use.
231
232    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
233    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
234    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
235
236    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
237    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
238    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
239    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
240    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
241    each register in each block and thus can try to use an existing
242    register.  */
243 \f
244 /* GCSE global vars.  */
245
246 struct target_gcse default_target_gcse;
247 #if SWITCHABLE_TARGET
248 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
249 #endif
250
251 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
252 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
253
254 /* An obstack for our working variables.  */
255 static struct obstack gcse_obstack;
256
257 /* Hash table of expressions.  */
258
259 struct expr
260 {
261   /* The expression.  */
262   rtx expr;
263   /* Index in the available expression bitmaps.  */
264   int bitmap_index;
265   /* Next entry with the same hash.  */
266   struct expr *next_same_hash;
267   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
268      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
269      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
270      to the occurrence and the output is not used between the start of
271      the block and the occurrence.  */
272   struct occr *antic_occr;
273   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
274      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
275      basic block and the operands are not modified by following statements in
276      the basic block [including this insn].  */
277   struct occr *avail_occr;
278   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
279      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
280      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
281   rtx reaching_reg;
282   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
283      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
284      to keep register pressure under control.
285      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
286      travel.  */
287   int max_distance;
288 };
289
290 /* Occurrence of an expression.
291    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
292    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
293
294 struct occr
295 {
296   /* Next occurrence of this expression.  */
297   struct occr *next;
298   /* The insn that computes the expression.  */
299   rtx insn;
300   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
301   char deleted_p;
302   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
303      reaching_reg.  */
304   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
305      the same byte.  */
306   char copied_p;
307 };
308
309 typedef struct occr *occr_t;
310
311 /* Expression hash tables.
312    Each hash table is an array of buckets.
313    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
314    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
315    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
316    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
317    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
318    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
319
320 struct hash_table_d
321 {
322   /* The table itself.
323      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
324   struct expr **table;
325
326   /* Size of the hash table, in elements.  */
327   unsigned int size;
328
329   /* Number of hash table elements.  */
330   unsigned int n_elems;
331 };
332
333 /* Expression hash table.  */
334 static struct hash_table_d expr_hash_table;
335
336 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
337    or store motion.
338    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
339    i.e. loads and stores to a single location.
340    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
341    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
342    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
343    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
344
345 struct ls_expr
346 {
347   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
348   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
349   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
350   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
351   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
352   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
353   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
354   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
355   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
356   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
357 };
358
359 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
360 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
361
362 struct pre_ldst_expr_hasher : typed_noop_remove <ls_expr>
363 {
364   typedef ls_expr value_type;
365   typedef value_type compare_type;
366   static inline hashval_t hash (const value_type *);
367   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
368 };
369
370 /* Hashtable helpers.  */
371 inline hashval_t
372 pre_ldst_expr_hasher::hash (const value_type *x)
373 {
374   int do_not_record_p = 0;
375   return
376     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
377 }
378
379 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
380
381 inline bool
382 pre_ldst_expr_hasher::equal (const value_type *ptr1,
383                              const compare_type *ptr2)
384 {
385   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
386 }
387
388 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
389 static hash_table <pre_ldst_expr_hasher> pre_ldst_table;
390
391 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
392    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
393    the start of the basic block.  */
394 static regset reg_set_bitmap;
395
396 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
397    memory within that block.  */
398 static vec<rtx> *modify_mem_list;
399 static bitmap modify_mem_list_set;
400
401 typedef struct modify_pair_s
402 {
403   rtx dest;                     /* A MEM.  */
404   rtx dest_addr;                /* The canonical address of `dest'.  */
405 } modify_pair;
406
407
408 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
409    being set and their canonicalized memory addresses.  */
410 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
411
412 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
413    function calls.  */
414 static bitmap blocks_with_calls;
415
416 /* Various variables for statistics gathering.  */
417
418 /* Memory used in a pass.
419    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
420    to keep an eye on memory usage.  */
421 static int bytes_used;
422
423 /* GCSE substitutions made.  */
424 static int gcse_subst_count;
425 /* Number of copy instructions created.  */
426 static int gcse_create_count;
427 \f
428 /* Doing code hoisting.  */
429 static bool doing_code_hoisting_p = false;
430 \f
431 /* For available exprs */
432 static sbitmap *ae_kill;
433 \f
434 /* Data stored for each basic block.  */
435 struct bb_data
436 {
437   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
438      (defined only for the pressure classes).  */
439   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
440   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
441      an expression.  Will be used to restore the register pressure
442      if the expression should not be hoisted.  */
443   int old_pressure;
444   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
445      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
446      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
447      expression should not be hoisted.  */
448   bitmap live_in, backup;
449 };
450
451 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
452
453 static basic_block curr_bb;
454
455 /* Current register pressure for each pressure class.  */
456 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
457 \f
458
459 static void compute_can_copy (void);
460 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
461 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
462 static void *gcse_alloc (unsigned long);
463 static void alloc_gcse_mem (void);
464 static void free_gcse_mem (void);
465 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
466 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
467 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
468 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
469 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
470 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
471 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
472 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
473 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int, int,
474                                   struct hash_table_d *);
475 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
476 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
477 static void record_last_mem_set_info (rtx);
478 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
479 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
480 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *);
481 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
482 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
483 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
484 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *);
485 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
486                                       struct hash_table_d *);
487 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
488 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
489 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
490 static void alloc_pre_mem (int, int);
491 static void free_pre_mem (void);
492 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
493 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
494                                     basic_block);
495 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block);
496 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
497 static void pre_insert_copies (void);
498 static int pre_delete (void);
499 static int pre_gcse (struct edge_list *);
500 static int one_pre_gcse_pass (void);
501 static void add_label_notes (rtx, rtx);
502 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
503 static void free_code_hoist_mem (void);
504 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
505 static void compute_code_hoist_data (void);
506 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct expr *, basic_block,
507                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
508                                      int *, bitmap, rtx);
509 static int hoist_code (void);
510 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
511 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs);
512 static int one_code_hoisting_pass (void);
513 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
514 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
515 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
516                                          basic_block, char *);
517 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
518 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
519 static void free_ld_motion_mems (void);
520 static void print_ldst_list (FILE *);
521 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
522 static int simple_mem (const_rtx);
523 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
524 static void compute_ld_motion_mems (void);
525 static void trim_ld_motion_mems (void);
526 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
527 static void clear_modify_mem_tables (void);
528 static void free_modify_mem_tables (void);
529 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
530 static bool is_too_expensive (const char *);
531
532 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
533 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
534
535 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
536 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
537
538 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
539 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
540
541 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
542 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
543 \f
544 /* Misc. utilities.  */
545
546 #define can_copy \
547   (this_target_gcse->x_can_copy)
548 #define can_copy_init_p \
549   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
550
551 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
552
553 static void
554 compute_can_copy (void)
555 {
556   int i;
557 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
558   rtx reg, insn;
559 #endif
560   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
561
562   start_sequence ();
563   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
564     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
565       {
566 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
567         can_copy[i] = 0;
568 #else
569         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
570         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
571         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
572           can_copy[i] = 1;
573 #endif
574       }
575     else
576       can_copy[i] = 1;
577
578   end_sequence ();
579 }
580
581 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
582
583 bool
584 can_copy_p (enum machine_mode mode)
585 {
586   if (! can_copy_init_p)
587     {
588       compute_can_copy ();
589       can_copy_init_p = true;
590     }
591
592   return can_copy[mode] != 0;
593 }
594 \f
595 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
596
597 static void *
598 gmalloc (size_t size)
599 {
600   bytes_used += size;
601   return xmalloc (size);
602 }
603
604 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
605
606 static void *
607 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
608 {
609   bytes_used += nelem * elsize;
610   return xcalloc (nelem, elsize);
611 }
612
613 /* Cover function to obstack_alloc.  */
614
615 static void *
616 gcse_alloc (unsigned long size)
617 {
618   bytes_used += size;
619   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
620 }
621
622 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
623    This is called at the start of each pass.  */
624
625 static void
626 alloc_gcse_mem (void)
627 {
628   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
629   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
630
631   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
632      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
633      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
634   typedef vec<rtx> vec_rtx_heap;
635   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
636   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block_for_fn (cfun));
637   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap,
638                                     last_basic_block_for_fn (cfun));
639   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
640   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
641 }
642
643 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
644
645 static void
646 free_gcse_mem (void)
647 {
648   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
649
650   free_modify_mem_tables ();
651   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
652   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
653 }
654 \f
655 /* Compute the local properties of each recorded expression.
656
657    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
658    other blocks.
659
660    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
661    in the block.
662
663    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
664    at least once and expression would contain the same value if the
665    computation was moved to the end of the block.
666
667    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
668    least once and expression would contain the same value if the computation
669    was moved to the beginning of the block.
670
671    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
672    basically the same information and thus can easily share this code.
673
674    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
675    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
676    particular property.
677
678    TABLE controls which hash table to look at.  */
679
680 static void
681 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
682                           struct hash_table_d *table)
683 {
684   unsigned int i;
685
686   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
687   if (transp)
688     {
689       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block_for_fn (cfun));
690     }
691
692   if (comp)
693     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block_for_fn (cfun));
694   if (antloc)
695     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
696
697   for (i = 0; i < table->size; i++)
698     {
699       struct expr *expr;
700
701       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
702         {
703           int indx = expr->bitmap_index;
704           struct occr *occr;
705
706           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
707              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
708              then reset the bits for those that are.  */
709           if (transp)
710             compute_transp (expr->expr, indx, transp);
711
712           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
713              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
714           if (antloc)
715             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
716               {
717                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
718
719                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
720                    initialize this.  */
721                 occr->deleted_p = 0;
722               }
723
724           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
725              we want to set to nonzero in COMP.  */
726           if (comp)
727             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
728               {
729                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
730
731                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
732                    initialize this.  */
733                 occr->copied_p = 0;
734               }
735
736           /* While we're scanning the table, this is a good place to
737              initialize this.  */
738           expr->reaching_reg = 0;
739         }
740     }
741 }
742 \f
743 /* Hash table support.  */
744
745 struct reg_avail_info
746 {
747   basic_block last_bb;
748   int first_set;
749   int last_set;
750 };
751
752 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
753 static basic_block current_bb;
754
755 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
756    GCSE.  */
757
758 static int
759 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
760 {
761 #ifdef STACK_REGS
762   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
763      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
764      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
765   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
766     x = avoid_constant_pool_reference (x);
767 #endif
768
769   /* GCSE'ing constants:
770
771      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
772      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
773      the maximum distance simple expressions can travel.
774
775      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
776      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
777      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
778
779      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
780      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
781      in a way that allows reload rematerialize them under high register
782      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
783      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
784      spilling such constants under high register pressure instead of
785      rematerializing them.  */
786
787   switch (GET_CODE (x))
788     {
789     case REG:
790     case SUBREG:
791     case CALL:
792       return 0;
793
794     CASE_CONST_ANY:
795       if (!doing_code_hoisting_p)
796         /* Do not PRE constants.  */
797         return 0;
798
799       /* FALLTHRU */
800
801     default:
802       if (doing_code_hoisting_p)
803         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
804         {
805           int cost;
806           int max_distance;
807
808           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
809                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
810           cost = set_src_cost (x, 0);
811
812           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
813             {
814               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
815               if (max_distance == 0)
816                 return 0;
817
818               gcc_assert (max_distance > 0);
819             }
820           else
821             max_distance = 0;
822
823           if (max_distance_ptr)
824             *max_distance_ptr = max_distance;
825         }
826
827       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
828     }
829 }
830
831 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
832
833 static GTY(()) rtx test_insn;
834
835 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
836    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
837    side-effect.
838
839    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
840    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
841    has hidden side-effects we don't want to mess with.
842
843    This function is typically used by code motion passes, to verify
844    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
845    maybe live hard regs.  */
846
847 bool
848 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
849 {
850   int num_clobbers = 0;
851   int icode;
852   bool can_assign = false;
853
854   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
855   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
856     return 1;
857   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
858     return 0;
859
860   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
861      our test insn if we haven't already.  */
862   if (test_insn == 0)
863     {
864       test_insn
865         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
866                                       gen_rtx_REG (word_mode,
867                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
868                                       const0_rtx));
869       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
870       INSN_LOCATION (test_insn) = UNKNOWN_LOCATION;
871     }
872
873   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
874      valid.  */
875   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
876   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
877
878   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
879
880   /* If the test insn is valid and doesn't need clobbers, and the target also
881      has no objections, we're good.  */
882   if (icode >= 0
883       && (num_clobbers == 0 || !added_clobbers_hard_reg_p (icode))
884       && ! (targetm.cannot_copy_insn_p
885             && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn)))
886     can_assign = true;
887
888   /* Make sure test_insn doesn't have any pointers into GC space.  */
889   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = NULL_RTX;
890
891   return can_assign;
892 }
893
894 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
895    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
896    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
897
898 static int
899 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
900 {
901   int i, j;
902   enum rtx_code code;
903   const char *fmt;
904
905   if (x == 0)
906     return 1;
907
908   code = GET_CODE (x);
909   switch (code)
910     {
911     case REG:
912       {
913         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
914
915         if (info->last_bb != current_bb)
916           return 1;
917         if (avail_p)
918           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
919         else
920           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
921       }
922
923     case MEM:
924       if (! flag_gcse_lm
925           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
926                                      x, avail_p))
927         return 0;
928       else
929         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
930
931     case PRE_DEC:
932     case PRE_INC:
933     case POST_DEC:
934     case POST_INC:
935     case PRE_MODIFY:
936     case POST_MODIFY:
937       return 0;
938
939     case PC:
940     case CC0: /*FIXME*/
941     case CONST:
942     CASE_CONST_ANY:
943     case SYMBOL_REF:
944     case LABEL_REF:
945     case ADDR_VEC:
946     case ADDR_DIFF_VEC:
947       return 1;
948
949     default:
950       break;
951     }
952
953   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
954     {
955       if (fmt[i] == 'e')
956         {
957           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
958              level, change it into iteration.  This function is called enough
959              to be worth it.  */
960           if (i == 0)
961             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
962
963           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
964             return 0;
965         }
966       else if (fmt[i] == 'E')
967         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
968           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
969             return 0;
970     }
971
972   return 1;
973 }
974
975 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
976
977 struct mem_conflict_info
978 {
979   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
980      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
981   const_rtx mem;
982
983   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
984      references.  */
985   bool conflict;
986 };
987
988 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
989    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
990    information back through DATA.  */
991
992 static void
993 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
994                           void *data)
995 {
996   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
997
998   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
999          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1000          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1001     dest = XEXP (dest, 0);
1002
1003   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1004      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1005      elsewhere.  */
1006   if (! MEM_P (dest))
1007     return;
1008
1009   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1010      don't mark as killed this time.  */
1011   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
1012     {
1013       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1014         mci->conflict = true;
1015       return;
1016     }
1017
1018   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1019     mci->conflict = true;
1020 }
1021
1022 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1023    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1024    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1025    before UID_LIMIT.
1026
1027    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1028    AVAIL_P to 0.  */
1029
1030 static int
1031 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1032                         int avail_p)
1033 {
1034   vec<rtx> list = modify_mem_list[bb->index];
1035   rtx setter;
1036   unsigned ix;
1037
1038   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1039   if (MEM_READONLY_P (x))
1040     return 0;
1041
1042   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1043     {
1044       struct mem_conflict_info mci;
1045
1046       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1047       if ((avail_p
1048            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1049           || (! avail_p
1050               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1051         continue;
1052
1053       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1054          to pure functions are never put on the list, so we need not
1055          worry about them.  */
1056       if (CALL_P (setter))
1057         return 1;
1058
1059       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1060          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1061       mci.mem = x;
1062       mci.conflict = false;
1063       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1064       if (mci.conflict)
1065         return 1;
1066     }
1067   return 0;
1068 }
1069
1070 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1071    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1072
1073 static int
1074 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1075 {
1076   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1077 }
1078
1079 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1080    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1081
1082 static int
1083 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1084 {
1085   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1086 }
1087
1088 /* Hash expression X.
1089
1090    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1091    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1092    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1093    the current size of the hash table to be probed.  */
1094
1095 static unsigned int
1096 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1097            int hash_table_size)
1098 {
1099   unsigned int hash;
1100
1101   *do_not_record_p = 0;
1102
1103   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1104   return hash % hash_table_size;
1105 }
1106
1107 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1108
1109 static int
1110 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1111 {
1112   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1113 }
1114
1115 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1116    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1117    basic block.
1118
1119    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1120    It is only used if X is a CONST_INT.
1121
1122    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1123    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1124
1125    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1126    be moved.  */
1127
1128 static void
1129 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1130                       int avail_p, int max_distance, struct hash_table_d *table)
1131 {
1132   int found, do_not_record_p;
1133   unsigned int hash;
1134   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1135   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1136
1137   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1138
1139   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1140      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1141      to or can't handle.  */
1142   if (do_not_record_p)
1143     return;
1144
1145   cur_expr = table->table[hash];
1146   found = 0;
1147
1148   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1149     {
1150       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1151          the list.  */
1152       last_expr = cur_expr;
1153       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1154     }
1155
1156   if (! found)
1157     {
1158       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1159       bytes_used += sizeof (struct expr);
1160       if (table->table[hash] == NULL)
1161         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1162         table->table[hash] = cur_expr;
1163       else
1164         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1165         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1166
1167       /* Set the fields of the expr element.  */
1168       cur_expr->expr = x;
1169       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1170       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1171       cur_expr->antic_occr = NULL;
1172       cur_expr->avail_occr = NULL;
1173       gcc_assert (max_distance >= 0);
1174       cur_expr->max_distance = max_distance;
1175     }
1176   else
1177     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1178
1179   /* Now record the occurrence(s).  */
1180   if (antic_p)
1181     {
1182       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1183
1184       if (antic_occr
1185           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1186         antic_occr = NULL;
1187
1188       if (antic_occr)
1189         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1190            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1191            block and the block is scanned from start to end.  */
1192         ; /* nothing to do */
1193       else
1194         {
1195           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1196           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1197           bytes_used += sizeof (struct occr);
1198           antic_occr->insn = insn;
1199           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1200           antic_occr->deleted_p = 0;
1201           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1202         }
1203     }
1204
1205   if (avail_p)
1206     {
1207       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1208
1209       if (avail_occr
1210           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1211         {
1212           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1213              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1214              the last one in the block and the block is scanned from start
1215              to end.  */
1216           avail_occr->insn = insn;
1217         }
1218       else
1219         {
1220           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1221           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1222           bytes_used += sizeof (struct occr);
1223           avail_occr->insn = insn;
1224           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1225           avail_occr->deleted_p = 0;
1226           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1227         }
1228     }
1229 }
1230
1231 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1232
1233 static void
1234 hash_scan_set (rtx set, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1235 {
1236   rtx src = SET_SRC (set);
1237   rtx dest = SET_DEST (set);
1238   rtx note;
1239
1240   if (GET_CODE (src) == CALL)
1241     hash_scan_call (src, insn, table);
1242
1243   else if (REG_P (dest))
1244     {
1245       unsigned int regno = REGNO (dest);
1246       int max_distance = 0;
1247
1248       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1249
1250          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1251          redundant constants, addresses or other expressions that are
1252          constructed with multiple instructions.
1253
1254          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1255          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1256          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1257          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1258          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1259          do more than one PRE GCSE pass.
1260
1261          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1262          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1263       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1264       if (note != 0
1265           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1266           && !REG_P (src)
1267           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1268         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1269
1270       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1271       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1272           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1273           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1274           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1275              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1276           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1277              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1278              can't do the same thing at the rtl level.  */
1279           && !can_throw_internal (insn)
1280           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1281           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1282           /* Don't CSE a nop.  */
1283           && ! set_noop_p (set)
1284           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1285              At this point this only function parameters should have
1286              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1287              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1288              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1289           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1290         {
1291           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1292              modified before this insn or if this is not the only SET in
1293              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1294              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1295              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1296           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1297                         && !multiple_sets (insn);
1298           /* An expression is not available if its operands are
1299              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1300              available if this is a branch, because we can't insert
1301              a set after the branch.  */
1302           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1303                          && ! JUMP_P (insn));
1304
1305           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1306                                 max_distance, table);
1307         }
1308     }
1309   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1310      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1311      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1312   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1313       {
1314         unsigned int regno = REGNO (src);
1315         int max_distance = 0;
1316
1317         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1318         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1319            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1320            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1321            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1322               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1323            && !can_throw_internal (insn)
1324            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1325            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1326            /* Don't CSE a nop.  */
1327            && ! set_noop_p (set)
1328            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1329               At this point this only function parameters should have
1330               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1331               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1332               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1333            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1334                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1335              {
1336                /* Stores are never anticipatable.  */
1337                int antic_p = 0;
1338                /* An expression is not available if its operands are
1339                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1340                   available if this is a branch, because we can't insert
1341                   a set after the branch.  */
1342                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1343                              && ! JUMP_P (insn);
1344
1345                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1346                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1347                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1348              }
1349       }
1350 }
1351
1352 static void
1353 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1354                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1355 {
1356   /* Currently nothing to do.  */
1357 }
1358
1359 static void
1360 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1361                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1362 {
1363   /* Currently nothing to do.  */
1364 }
1365
1366 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1367
1368 static void
1369 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1370 {
1371   rtx pat = PATTERN (insn);
1372   int i;
1373
1374   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1375      what's been modified.  */
1376
1377   if (GET_CODE (pat) == SET)
1378     hash_scan_set (pat, insn, table);
1379
1380   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1381     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1382
1383   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1384     hash_scan_call (pat, insn, table);
1385
1386   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1387     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1388       {
1389         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1390
1391         if (GET_CODE (x) == SET)
1392           hash_scan_set (x, insn, table);
1393         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1394           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1395         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1396           hash_scan_call (x, insn, table);
1397       }
1398 }
1399
1400 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1401
1402 static void
1403 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1404 {
1405   int i;
1406   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1407   struct expr **flat_table;
1408   unsigned int *hash_val;
1409   struct expr *expr;
1410
1411   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1412   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1413
1414   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1415     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1416       {
1417         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1418         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1419       }
1420
1421   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1422            name, table->size, table->n_elems);
1423
1424   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1425     if (flat_table[i] != 0)
1426       {
1427         expr = flat_table[i];
1428         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1429                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1430         print_rtl (file, expr->expr);
1431         fprintf (file, "\n");
1432       }
1433
1434   fprintf (file, "\n");
1435
1436   free (flat_table);
1437   free (hash_val);
1438 }
1439
1440 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1441
1442    first_set records the first place in the block where the register
1443    is set and is used to compute "anticipatability".
1444
1445    last_set records the last place in the block where the register
1446    is set and is used to compute "availability".
1447
1448    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1449    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1450
1451 static void
1452 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1453 {
1454   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1455   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1456
1457   info->last_set = luid;
1458   if (info->last_bb != current_bb)
1459     {
1460       info->last_bb = current_bb;
1461       info->first_set = luid;
1462     }
1463 }
1464
1465 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1466    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1467    taken off pairwise.  */
1468
1469 static void
1470 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx x ATTRIBUTE_UNUSED,
1471                    void * v_insn)
1472 {
1473   rtx dest_addr, insn;
1474   int bb;
1475   modify_pair pair;
1476
1477   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1478       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1479       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1480     dest = XEXP (dest, 0);
1481
1482   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1483      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1484      elsewhere.  */
1485
1486   if (! MEM_P (dest))
1487     return;
1488
1489   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1490   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1491   insn = (rtx) v_insn;
1492   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1493
1494   pair.dest = dest;
1495   pair.dest_addr = dest_addr;
1496   canon_modify_mem_list[bb].safe_push (pair);
1497 }
1498
1499 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1500    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1501    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1502
1503 static void
1504 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1505 {
1506   int bb;
1507
1508   if (! flag_gcse_lm)
1509     return;
1510
1511   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1512      everything.  */
1513   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1514   modify_mem_list[bb].safe_push (insn);
1515   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1516
1517   if (CALL_P (insn))
1518     bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1519   else
1520     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1521 }
1522
1523 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1524    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1525    the SET is taking place.  */
1526
1527 static void
1528 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1529 {
1530   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1531
1532   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1533     dest = SUBREG_REG (dest);
1534
1535   if (REG_P (dest))
1536     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1537   else if (MEM_P (dest)
1538            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1539            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1540     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1541 }
1542
1543 /* Top level function to create an expression hash table.
1544
1545    Expression entries are placed in the hash table if
1546    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1547    - src is something we want to perform GCSE on,
1548    - none of the operands are subsequently modified in the block
1549
1550    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1551
1552    TABLE is the table computed.  */
1553
1554 static void
1555 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1556 {
1557   int i;
1558
1559   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1560   clear_modify_mem_tables ();
1561   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1562   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1563
1564   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1565     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1566
1567   FOR_EACH_BB_FN (current_bb, cfun)
1568     {
1569       rtx insn;
1570       unsigned int regno;
1571
1572       /* First pass over the instructions records information used to
1573          determine when registers and memory are first and last set.  */
1574       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1575         {
1576           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1577             continue;
1578
1579           if (CALL_P (insn))
1580             {
1581               hard_reg_set_iterator hrsi;
1582               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1583                                               0, regno, hrsi)
1584                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1585
1586               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1587                 record_last_mem_set_info (insn);
1588             }
1589
1590           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1591         }
1592
1593       /* The next pass builds the hash table.  */
1594       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1595         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1596           hash_scan_insn (insn, table);
1597     }
1598
1599   free (reg_avail_info);
1600   reg_avail_info = NULL;
1601 }
1602
1603 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1604    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1605
1606 static void
1607 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table)
1608 {
1609   int n;
1610
1611   n = get_max_insn_count ();
1612
1613   table->size = n / 4;
1614   if (table->size < 11)
1615     table->size = 11;
1616
1617   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1618      Making it an odd number is simplest for now.
1619      ??? Later take some measurements.  */
1620   table->size |= 1;
1621   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1622   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1623 }
1624
1625 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1626
1627 static void
1628 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1629 {
1630   free (table->table);
1631 }
1632
1633 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1634
1635 static void
1636 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1637 {
1638   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1639   table->n_elems = 0;
1640   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1641
1642   compute_hash_table_work (table);
1643 }
1644 \f
1645 /* Expression tracking support.  */
1646
1647 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1648 static void
1649 clear_modify_mem_tables (void)
1650 {
1651   unsigned i;
1652   bitmap_iterator bi;
1653
1654   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1655     {
1656       modify_mem_list[i].release ();
1657       canon_modify_mem_list[i].release ();
1658     }
1659   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1660   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1661 }
1662
1663 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1664
1665 static void
1666 free_modify_mem_tables (void)
1667 {
1668   clear_modify_mem_tables ();
1669   free (modify_mem_list);
1670   free (canon_modify_mem_list);
1671   modify_mem_list = 0;
1672   canon_modify_mem_list = 0;
1673 }
1674 \f
1675 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
1676    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
1677    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
1678    element of X is modified, reset the INDX bit in BMAP.  */
1679
1680 static void
1681 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap)
1682 {
1683   int i, j;
1684   enum rtx_code code;
1685   const char *fmt;
1686
1687   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
1688      can't do it when there's no return value.  */
1689  repeat:
1690
1691   if (x == 0)
1692     return;
1693
1694   code = GET_CODE (x);
1695   switch (code)
1696     {
1697     case REG:
1698         {
1699           df_ref def;
1700           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
1701                def;
1702                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
1703             bitmap_clear_bit (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
1704         }
1705
1706       return;
1707
1708     case MEM:
1709       if (! MEM_READONLY_P (x))
1710         {
1711           bitmap_iterator bi;
1712           unsigned bb_index;
1713           rtx x_addr;
1714
1715           x_addr = get_addr (XEXP (x, 0));
1716           x_addr = canon_rtx (x_addr);
1717
1718           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
1719              do any list walking for them.  */
1720           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
1721             {
1722               bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1723             }
1724
1725           /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
1726              but which do not have any calls.  */
1727           EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
1728                                           blocks_with_calls,
1729                                           0, bb_index, bi)
1730             {
1731               vec<modify_pair> list
1732                 = canon_modify_mem_list[bb_index];
1733               modify_pair *pair;
1734               unsigned ix;
1735
1736               FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, pair)
1737                 {
1738                   rtx dest = pair->dest;
1739                   rtx dest_addr = pair->dest_addr;
1740
1741                   if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest),
1742                                              dest_addr, x, x_addr))
1743                     {
1744                       bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1745                       break;
1746                     }
1747                 }
1748             }
1749         }
1750
1751       x = XEXP (x, 0);
1752       goto repeat;
1753
1754     case PC:
1755     case CC0: /*FIXME*/
1756     case CONST:
1757     CASE_CONST_ANY:
1758     case SYMBOL_REF:
1759     case LABEL_REF:
1760     case ADDR_VEC:
1761     case ADDR_DIFF_VEC:
1762       return;
1763
1764     default:
1765       break;
1766     }
1767
1768   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1769     {
1770       if (fmt[i] == 'e')
1771         {
1772           /* If we are about to do the last recursive call
1773              needed at this level, change it into iteration.
1774              This function is called enough to be worth it.  */
1775           if (i == 0)
1776             {
1777               x = XEXP (x, i);
1778               goto repeat;
1779             }
1780
1781           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap);
1782         }
1783       else if (fmt[i] == 'E')
1784         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1785           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap);
1786     }
1787 }
1788 \f
1789 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1790
1791 /* Local properties of expressions.  */
1792
1793 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1794 static sbitmap *transp;
1795
1796 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1797 static sbitmap *comp;
1798
1799 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1800 static sbitmap *antloc;
1801
1802 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1803    point.  */
1804 static sbitmap *pre_optimal;
1805
1806 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1807 static sbitmap *pre_redundant;
1808
1809 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1810 static sbitmap *pre_insert_map;
1811
1812 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1813 static sbitmap *pre_delete_map;
1814
1815 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1816
1817 static void
1818 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1819 {
1820   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1821   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1822   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1823
1824   pre_optimal = NULL;
1825   pre_redundant = NULL;
1826   pre_insert_map = NULL;
1827   pre_delete_map = NULL;
1828   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1829
1830   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1831 }
1832
1833 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1834
1835 static void
1836 free_pre_mem (void)
1837 {
1838   sbitmap_vector_free (transp);
1839   sbitmap_vector_free (comp);
1840
1841   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1842
1843   if (pre_optimal)
1844     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1845   if (pre_redundant)
1846     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1847   if (pre_insert_map)
1848     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1849   if (pre_delete_map)
1850     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1851
1852   transp = comp = NULL;
1853   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1854 }
1855
1856 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1857    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1858    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1859    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1860    can be clobbered by calls.  */
1861
1862 static void
1863 prune_expressions (bool pre_p)
1864 {
1865   sbitmap prune_exprs;
1866   struct expr *expr;
1867   unsigned int ui;
1868   basic_block bb;
1869
1870   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1871   bitmap_clear (prune_exprs);
1872   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1873     {
1874       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1875         {
1876           /* Note potentially trapping expressions.  */
1877           if (may_trap_p (expr->expr))
1878             {
1879               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1880               continue;
1881             }
1882
1883           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1884             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1885                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1886                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1887                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1888                constant memory references can be hoisted along abnormal
1889                edges.  */
1890             {
1891               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1892                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1893                 continue;
1894
1895               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1896                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1897                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1898                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1899                 continue;
1900
1901               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1902                  analysis to determine if this mem is actually killed
1903                  by this call.  */
1904
1905               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1906             }
1907         }
1908     }
1909
1910   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1911     {
1912       edge e;
1913       edge_iterator ei;
1914
1915       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1916          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1917          because we won't be able to properly place the instruction on
1918          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1919          This is fairly conservative.
1920
1921          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1922          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1923          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1924          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1925          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1926          be best to implement this check along the lines of
1927          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1928          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1929          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1930       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1931         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1932             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1933           {
1934             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1935                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1936             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1937                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1938             break;
1939           }
1940     }
1941
1942   sbitmap_free (prune_exprs);
1943 }
1944
1945 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1946    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1947    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1948    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1949    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1950
1951    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1952
1953 static void
1954 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1955 {
1956   sbitmap_iterator sbi;
1957   sbitmap prune_exprs;
1958
1959   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1960      expressions.  */
1961   unsigned int i, j;
1962
1963   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1964      number of times an expression can be removed as a result.  */
1965   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1966   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1967
1968   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1969      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1970      insertion/deletion sets.  */
1971   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1972   bitmap_clear (prune_exprs);
1973
1974   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1975      needs to be inserted.  */
1976   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1977     {
1978       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1979         insertions[j]++;
1980     }
1981
1982   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1983      edges.  */
1984   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
1985     {
1986       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1987         deletions[j]++;
1988     }
1989
1990   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1991      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1992      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1993      PRUNE_EXPRS.  */
1994   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
1995     if (deletions[j]
1996         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
1997       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
1998
1999   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
2000   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
2001     {
2002       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
2003         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
2004
2005       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
2006         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
2007     }
2008
2009   sbitmap_free (prune_exprs);
2010   free (insertions);
2011   free (deletions);
2012 }
2013
2014 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
2015
2016 static struct edge_list *
2017 compute_pre_data (void)
2018 {
2019   struct edge_list *edge_list;
2020   basic_block bb;
2021
2022   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2023   prune_expressions (true);
2024   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
2025
2026   /* Compute ae_kill for each basic block using:
2027
2028      ~(TRANSP | COMP)
2029   */
2030
2031   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2032     {
2033       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
2034       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
2035     }
2036
2037   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
2038                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
2039   sbitmap_vector_free (antloc);
2040   antloc = NULL;
2041   sbitmap_vector_free (ae_kill);
2042   ae_kill = NULL;
2043
2044   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
2045
2046   return edge_list;
2047 }
2048 \f
2049 /* PRE utilities */
2050
2051 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
2052    block BB.
2053
2054    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2055    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2056
2057    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2058    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2059    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2060    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2061    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2062    the closest such expression.  */
2063
2064 static int
2065 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr,
2066                               basic_block bb, char *visited)
2067 {
2068   edge pred;
2069   edge_iterator ei;
2070
2071   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2072     {
2073       basic_block pred_bb = pred->src;
2074
2075       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
2076           /* Has predecessor has already been visited?  */
2077           || visited[pred_bb->index])
2078         ;/* Nothing to do.  */
2079
2080       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2081       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2082         {
2083           /* Is this the occurrence we're looking for?
2084              Note that there's only one generating occurrence per block
2085              so we just need to check the block number.  */
2086           if (occr_bb == pred_bb)
2087             return 1;
2088
2089           visited[pred_bb->index] = 1;
2090         }
2091       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2092       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2093         visited[pred_bb->index] = 1;
2094
2095       /* Neither gen nor kill.  */
2096       else
2097         {
2098           visited[pred_bb->index] = 1;
2099           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
2100             return 1;
2101         }
2102     }
2103
2104   /* All paths have been checked.  */
2105   return 0;
2106 }
2107
2108 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
2109    memory allocated for that function is returned.  */
2110
2111 static int
2112 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
2113 {
2114   int rval;
2115   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block_for_fn (cfun));
2116
2117   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
2118
2119   free (visited);
2120   return rval;
2121 }
2122 \f
2123 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
2124
2125 static rtx
2126 process_insert_insn (struct expr *expr)
2127 {
2128   rtx reg = expr->reaching_reg;
2129   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
2130   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
2131   rtx pat;
2132
2133   start_sequence ();
2134
2135   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2136      just copy it to a register.  */
2137   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2138     emit_move_insn (reg, exp);
2139
2140   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2141      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2142   else
2143     {
2144       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2145
2146       if (insn_invalid_p (insn, false))
2147         gcc_unreachable ();
2148     }
2149
2150   pat = get_insns ();
2151   end_sequence ();
2152
2153   return pat;
2154 }
2155
2156 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2157
2158    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2159
2160 static void
2161 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb)
2162 {
2163   rtx insn = BB_END (bb);
2164   rtx new_insn;
2165   rtx reg = expr->reaching_reg;
2166   int regno = REGNO (reg);
2167   rtx pat, pat_end;
2168
2169   pat = process_insert_insn (expr);
2170   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2171
2172   pat_end = pat;
2173   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2174     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2175
2176   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2177      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2178      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2179
2180   if (JUMP_P (insn)
2181       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2182           && (!single_succ_p (bb)
2183               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2184     {
2185 #ifdef HAVE_cc0
2186       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2187          if cc0 isn't set.  */
2188       rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2189       if (note)
2190         insn = XEXP (note, 0);
2191       else
2192         {
2193           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2194           if (maybe_cc0_setter
2195               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2196               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2197             insn = maybe_cc0_setter;
2198         }
2199 #endif
2200       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2201       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2202     }
2203
2204   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2205      of exception handling.  */
2206   else if (CALL_P (insn)
2207            && (!single_succ_p (bb)
2208                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2209     {
2210       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2211          in registers, we search backward and place the instructions before
2212          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2213          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2214
2215       /* Since different machines initialize their parameter registers
2216          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2217          parameter registers.  */
2218       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2219
2220       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2221          before the first parameter load.
2222
2223          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2224          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2225          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2226          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2227          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2228       while (LABEL_P (insn)
2229              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2230         insn = NEXT_INSN (insn);
2231
2232       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2233     }
2234   else
2235     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2236
2237   while (1)
2238     {
2239       if (INSN_P (pat))
2240         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2241       if (pat == pat_end)
2242         break;
2243       pat = NEXT_INSN (pat);
2244     }
2245
2246   gcse_create_count++;
2247
2248   if (dump_file)
2249     {
2250       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2251                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2252       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2253                expr->bitmap_index, regno);
2254     }
2255 }
2256
2257 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2258    the expressions fully redundant.  */
2259
2260 static int
2261 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
2262 {
2263   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2264   sbitmap *inserted;
2265
2266   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2267      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2268
2269   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2270   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2271   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2272   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2273
2274   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2275     {
2276       int indx;
2277       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2278
2279       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2280         {
2281           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2282
2283           for (j = indx;
2284                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2285                j++, insert >>= 1)
2286             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2287               {
2288                 struct expr *expr = index_map[j];
2289                 struct occr *occr;
2290
2291                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2292                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2293                   {
2294                     if (! occr->deleted_p)
2295                       continue;
2296
2297                     /* Insert this expression on this edge if it would
2298                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2299                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2300                       {
2301                         rtx insn;
2302                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2303
2304                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2305                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2306                            the previous block. There are several alternatives
2307                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2308                            handling this situation.  This one is easiest for
2309                            now.  */
2310
2311                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2312                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2313                         else
2314                           {
2315                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2316                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2317                           }
2318
2319                         if (dump_file)
2320                           {
2321                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2322                                      bb->index,
2323                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2324                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2325                                      expr->bitmap_index);
2326                           }
2327
2328                         update_ld_motion_stores (expr);
2329                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2330                         did_insert = 1;
2331                         gcse_create_count++;
2332                       }
2333                   }
2334               }
2335         }
2336     }
2337
2338   sbitmap_vector_free (inserted);
2339   return did_insert;
2340 }
2341
2342 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2343    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2344      reaching_reg <- old_reg
2345    it's better to do the following:
2346      reaching_reg <- expr
2347      old_reg      <- reaching_reg
2348    because this way copy propagation can discover additional PRE
2349    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2350    When "expr" is a store, i.e.
2351    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2352      reaching_reg <- old_reg
2353    it's better to add it before as follows:
2354      reaching_reg <- old_reg
2355      MEM          <- reaching_reg.  */
2356
2357 static void
2358 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
2359 {
2360   rtx reg = expr->reaching_reg;
2361   int regno = REGNO (reg);
2362   int indx = expr->bitmap_index;
2363   rtx pat = PATTERN (insn);
2364   rtx set, first_set, new_insn;
2365   rtx old_reg;
2366   int i;
2367
2368   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2369   switch (GET_CODE (pat))
2370     {
2371     case SET:
2372       set = pat;
2373       break;
2374
2375     case PARALLEL:
2376       /* Search through the parallel looking for the set whose
2377          source was the expression that we're interested in.  */
2378       first_set = NULL_RTX;
2379       set = NULL_RTX;
2380       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2381         {
2382           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2383           if (GET_CODE (x) == SET)
2384             {
2385               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2386                  may not find an equivalent expression, but in this
2387                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2388               if (first_set == NULL_RTX)
2389                 first_set = x;
2390               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2391                 {
2392                   set = x;
2393                   break;
2394                 }
2395             }
2396         }
2397
2398       gcc_assert (first_set);
2399       if (set == NULL_RTX)
2400         set = first_set;
2401       break;
2402
2403     default:
2404       gcc_unreachable ();
2405     }
2406
2407   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2408     {
2409       old_reg = SET_DEST (set);
2410       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2411       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2412         {
2413           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2414           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2415         }
2416       else
2417         {
2418           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2419           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2420         }
2421     }
2422   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2423     {
2424       old_reg = SET_SRC (set);
2425       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2426
2427       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2428       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2429         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2430       else
2431         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2432     }
2433
2434   gcse_create_count++;
2435
2436   if (dump_file)
2437     fprintf (dump_file,
2438              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2439               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2440               INSN_UID (insn), regno);
2441 }
2442
2443 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2444    to `reaching_reg'.  */
2445
2446 static void
2447 pre_insert_copies (void)
2448 {
2449   unsigned int i, added_copy;
2450   struct expr *expr;
2451   struct occr *occr;
2452   struct occr *avail;
2453
2454   /* For each available expression in the table, copy the result to
2455      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2456
2457      ??? The current algorithm is rather brute force.
2458      Need to do some profiling.  */
2459
2460   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2461     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2462       {
2463         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2464            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2465            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2466            deleted.  This test also avoids further processing if the
2467            expression wasn't deleted anywhere.  */
2468         if (expr->reaching_reg == NULL)
2469           continue;
2470
2471         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2472         added_copy = 0;
2473
2474         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2475           {
2476             if (! occr->deleted_p)
2477               continue;
2478
2479             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2480               {
2481                 rtx insn = avail->insn;
2482
2483                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2484                 if (avail->copied_p)
2485                   continue;
2486
2487                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2488                 if (INSN_DELETED_P (insn))
2489                   continue;
2490
2491                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2492                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2493                                                expr,
2494                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2495                   continue;
2496
2497                 added_copy = 1;
2498
2499                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2500                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2501                 avail->copied_p = 1;
2502               }
2503           }
2504
2505           if (added_copy)
2506             update_ld_motion_stores (expr);
2507       }
2508 }
2509
2510 struct set_data
2511 {
2512   rtx insn;
2513   const_rtx set;
2514   int nsets;
2515 };
2516
2517 /* Increment number of sets and record set in DATA.  */
2518
2519 static void
2520 record_set_data (rtx dest, const_rtx set, void *data)
2521 {
2522   struct set_data *s = (struct set_data *)data;
2523
2524   if (GET_CODE (set) == SET)
2525     {
2526       /* We allow insns having multiple sets, where all but one are
2527          dead as single set insns.  In the common case only a single
2528          set is present, so we want to avoid checking for REG_UNUSED
2529          notes unless necessary.  */
2530       if (s->nsets == 1
2531           && find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, SET_DEST (s->set))
2532           && !side_effects_p (s->set))
2533         s->nsets = 0;
2534
2535       if (!s->nsets)
2536         {
2537           /* Record this set.  */
2538           s->nsets += 1;
2539           s->set = set;
2540         }
2541       else if (!find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, dest)
2542                || side_effects_p (set))
2543         s->nsets += 1;
2544     }
2545 }
2546
2547 static const_rtx
2548 single_set_gcse (rtx insn)
2549 {
2550   struct set_data s;
2551   rtx pattern;
2552   
2553   gcc_assert (INSN_P (insn));
2554
2555   /* Optimize common case.  */
2556   pattern = PATTERN (insn);
2557   if (GET_CODE (pattern) == SET)
2558     return pattern;
2559
2560   s.insn = insn;
2561   s.nsets = 0;
2562   note_stores (pattern, record_set_data, &s);
2563
2564   /* Considered invariant insns have exactly one set.  */
2565   gcc_assert (s.nsets == 1);
2566   return s.set;
2567 }
2568
2569 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2570    in INSN.  */
2571
2572 static rtx
2573 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx insn)
2574 {
2575   rtx new_rtx;
2576   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
2577   rtx set2;
2578   rtx note;
2579   rtx eqv = NULL_RTX;
2580
2581   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2582      we've verified to be valid.  */
2583
2584   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2585
2586   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2587      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2588      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2589   set2 = single_set (new_rtx);
2590   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2591     return new_rtx;
2592   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2593     eqv = XEXP (note, 0);
2594   else if (! REG_P (dest)
2595            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2596     eqv = SET_SRC (set);
2597
2598   if (eqv != NULL_RTX)
2599     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2600
2601   return new_rtx;
2602 }
2603
2604 /* Delete redundant computations.
2605    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2606    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2607    to propagate the copy or eliminate it.
2608
2609    Return nonzero if a change is made.  */
2610
2611 static int
2612 pre_delete (void)
2613 {
2614   unsigned int i;
2615   int changed;
2616   struct expr *expr;
2617   struct occr *occr;
2618
2619   changed = 0;
2620   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2621     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2622       {
2623         int indx = expr->bitmap_index;
2624
2625         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2626         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2627           {
2628             rtx insn = occr->insn;
2629             rtx set;
2630             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2631
2632             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2633             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2634                 && (set = single_set (insn)) != 0
2635                 && dbg_cnt (pre_insn))
2636               {
2637                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2638                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2639                    the mode of the original destination pseudo.  */
2640                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2641                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2642
2643                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2644                 delete_insn (insn);
2645                 occr->deleted_p = 1;
2646                 changed = 1;
2647                 gcse_subst_count++;
2648
2649                 if (dump_file)
2650                   {
2651                     fprintf (dump_file,
2652                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2653                                INSN_UID (insn), indx);
2654                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2655                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2656                   }
2657               }
2658           }
2659       }
2660
2661   return changed;
2662 }
2663
2664 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2665    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2666    has been done.
2667
2668    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2669    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2670    Compiler Design and Implementation.
2671
2672    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2673    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2674    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2675    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2676    through the block.
2677
2678    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2679    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2680    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2681    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2682    redundancies.  */
2683
2684 static int
2685 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2686 {
2687   unsigned int i;
2688   int did_insert, changed;
2689   struct expr **index_map;
2690   struct expr *expr;
2691
2692   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2693      hash table entry.  */
2694
2695   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
2696   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2697     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2698       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2699
2700   /* Delete the redundant insns first so that
2701      - we know what register to use for the new insns and for the other
2702        ones with reaching expressions
2703      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2704
2705   changed = pre_delete ();
2706   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2707
2708   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2709      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2710   pre_insert_copies ();
2711   if (did_insert)
2712     {
2713       commit_edge_insertions ();
2714       changed = 1;
2715     }
2716
2717   free (index_map);
2718   return changed;
2719 }
2720
2721 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2722
2723    Return nonzero if a change was made.  */
2724
2725 static int
2726 one_pre_gcse_pass (void)
2727 {
2728   int changed = 0;
2729
2730   gcse_subst_count = 0;
2731   gcse_create_count = 0;
2732
2733   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2734   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2735       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2736     return 0;
2737
2738   /* We need alias.  */
2739   init_alias_analysis ();
2740
2741   bytes_used = 0;
2742   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2743   alloc_gcse_mem ();
2744
2745   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2746   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2747   if (flag_gcse_lm)
2748     compute_ld_motion_mems ();
2749
2750   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2751   if (flag_gcse_lm)
2752     trim_ld_motion_mems ();
2753   if (dump_file)
2754     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2755
2756   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2757     {
2758       struct edge_list *edge_list;
2759       alloc_pre_mem (last_basic_block_for_fn (cfun), expr_hash_table.n_elems);
2760       edge_list = compute_pre_data ();
2761       changed |= pre_gcse (edge_list);
2762       free_edge_list (edge_list);
2763       free_pre_mem ();
2764     }
2765
2766   if (flag_gcse_lm)
2767     free_ld_motion_mems ();
2768   remove_fake_exit_edges ();
2769   free_hash_table (&expr_hash_table);
2770
2771   free_gcse_mem ();
2772   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2773
2774   /* We are finished with alias.  */
2775   end_alias_analysis ();
2776
2777   if (dump_file)
2778     {
2779       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2780                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
2781                bytes_used);
2782       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2783                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2784     }
2785
2786   return changed;
2787 }
2788 \f
2789 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2790    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2791    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2792    that note, because the following loop optimization pass requires
2793    them.  */
2794
2795 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2796    then we would not need to do this here, because jump would add the
2797    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2798
2799 static void
2800 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2801 {
2802   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2803   int i, j;
2804   const char *fmt;
2805
2806   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2807     {
2808       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2809          avoid flow generating (slightly) worse code.
2810
2811          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2812          mark_jump_label for additional information).  */
2813
2814       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2815          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2816          notes.  */
2817       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2818       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
2819
2820       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2821         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2822
2823       return;
2824     }
2825
2826   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2827     {
2828       if (fmt[i] == 'e')
2829         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2830       else if (fmt[i] == 'E')
2831         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2832           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2833     }
2834 }
2835
2836 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2837
2838 /* Very busy expressions.  */
2839 static sbitmap *hoist_vbein;
2840 static sbitmap *hoist_vbeout;
2841
2842 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2843    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2844    more effective than the tail merging code in jump.c.
2845
2846    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2847    code hoisting.  It would be nice.  */
2848
2849 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2850
2851 static void
2852 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2853 {
2854   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2855   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2856   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2857
2858   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2859   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2860 }
2861
2862 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2863
2864 static void
2865 free_code_hoist_mem (void)
2866 {
2867   sbitmap_vector_free (antloc);
2868   sbitmap_vector_free (transp);
2869   sbitmap_vector_free (comp);
2870
2871   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2872   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2873
2874   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2875 }
2876
2877 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2878
2879    An expression is very busy if all paths from a given point
2880    compute the expression.  */
2881
2882 static void
2883 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2884 {
2885   int changed, passes;
2886   basic_block bb;
2887
2888   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block_for_fn (cfun));
2889   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block_for_fn (cfun));
2890
2891   passes = 0;
2892   changed = 1;
2893
2894   while (changed)
2895     {
2896       changed = 0;
2897
2898       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2899          the convergence.  */
2900       FOR_EACH_BB_REVERSE_FN (bb, cfun)
2901         {
2902           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2903             {
2904               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2905                                             hoist_vbein, bb);
2906
2907               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2908                  in BB and available at its end.  */
2909               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2910                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2911             }
2912
2913           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2914                                               antloc[bb->index],
2915                                               hoist_vbeout[bb->index],
2916                                               transp[bb->index]);
2917         }
2918
2919       passes++;
2920     }
2921
2922   if (dump_file)
2923     {
2924       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2925
2926       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2927         {
2928           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2929           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2930           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2931           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2932         }
2933     }
2934 }
2935
2936 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2937
2938 static void
2939 compute_code_hoist_data (void)
2940 {
2941   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2942   prune_expressions (false);
2943   compute_code_hoist_vbeinout ();
2944   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2945   if (dump_file)
2946     fprintf (dump_file, "\n");
2947 }
2948
2949 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2950    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2951    maintain live_in information if live range of register referred
2952    in FROM is shrunk.
2953    
2954    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2955    the number by which register pressure is decreased.
2956    
2957    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2958
2959 static int
2960 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx from)
2961 {
2962   rtx dreg, insn;
2963   basic_block succ_bb;
2964   df_ref use, op_ref;
2965   edge succ;
2966   edge_iterator ei;
2967   int decreased_pressure = 0;
2968   int nregs;
2969   enum reg_class pressure_class;
2970
2971   FOR_EACH_INSN_USE (use, from)
2972     {
2973       dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
2974       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
2975          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
2976          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
2977       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
2978         {
2979           succ_bb = succ->dest;
2980           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2981             continue;
2982
2983           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
2984             break;
2985         }
2986       if (succ != NULL)
2987         continue;
2988
2989       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
2990       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
2991         {
2992           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
2993             continue;
2994
2995           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
2996           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
2997               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
2998             break;
2999         }
3000
3001       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
3002       /* Decrease register pressure and update live_in information for
3003          this block.  */
3004       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
3005         {
3006           decreased_pressure += nregs;
3007           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3008           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
3009         }
3010     }
3011   return decreased_pressure;
3012 }
3013
3014 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
3015    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
3016    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
3017
3018    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
3019    hoisted up in flow graph.
3020
3021    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
3022    for each basic block.
3023
3024    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
3025    for storing EXPR.
3026
3027    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
3028    EXPR is hoisted.
3029
3030    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
3031
3032    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
3033    to me that the expression must either be computed or transparent in
3034    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
3035    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
3036    the expression wasn't a loop invariant.
3037
3038    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
3039    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
3040    paths.  */
3041
3042 static int
3043 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct expr *expr,
3044                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
3045                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
3046                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx from)
3047 {
3048   unsigned int i;
3049   edge pred;
3050   edge_iterator ei;
3051   sbitmap_iterator sbi;
3052   int visited_allocated_locally = 0;
3053   int decreased_pressure = 0;
3054
3055   if (flag_ira_hoist_pressure)
3056     {
3057       /* Record old information of basic block BB when it is visited
3058          at the first time.  */
3059       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
3060         {
3061           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
3062           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
3063           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
3064         }
3065       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
3066     }
3067   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
3068      is exhausted.  */
3069   if (distance > 0)
3070     {
3071       if (flag_ira_hoist_pressure)
3072         {
3073           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
3074           if (decreased_pressure > *nregs)
3075             distance += bb_size[bb->index];
3076           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
3077              of following conditions is satisfied:
3078
3079              1. The basic block has low register pressure.
3080              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
3081
3082              Constant expressions is handled conservatively, because
3083              hoisting constant expression aggressively results in worse
3084              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
3085              on ARM target, while it has no obvious effect on other
3086              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
3087           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
3088                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3089                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
3090                        && decreased_pressure < *nregs))
3091             distance -= bb_size[bb->index];
3092         }
3093       else
3094         distance -= bb_size[bb->index];
3095
3096       if (distance <= 0)
3097         return 0;
3098     }
3099   else
3100     gcc_assert (distance == 0);
3101
3102   if (visited == NULL)
3103     {
3104       visited_allocated_locally = 1;
3105       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
3106       bitmap_clear (visited);
3107     }
3108
3109   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3110     {
3111       basic_block pred_bb = pred->src;
3112
3113       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
3114         break;
3115       else if (pred_bb == expr_bb)
3116         continue;
3117       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
3118         continue;
3119       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3120         break;
3121       /* Not killed.  */
3122       else
3123         {
3124           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
3125           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
3126                                           visited, distance, bb_size,
3127                                           pressure_class, nregs,
3128                                           hoisted_bbs, from))
3129             break;
3130         }
3131     }
3132   if (visited_allocated_locally)
3133     {
3134       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
3135          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
3136       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
3137         {
3138           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
3139           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
3140           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
3141             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
3142         }
3143       sbitmap_free (visited);
3144     }
3145
3146   return (pred == NULL);
3147 }
3148 \f
3149 /* Find occurrence in BB.  */
3150
3151 static struct occr *
3152 find_occr_in_bb (struct occr *occr, basic_block bb)
3153 {
3154   /* Find the right occurrence of this expression.  */
3155   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
3156     occr = occr->next;
3157
3158   return occr;
3159 }
3160
3161 /* Actually perform code hoisting.
3162
3163    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
3164    expression along dominated path to a dominating basic block, like
3165    from b2/b3 to b1 as depicted below:
3166
3167           b1      ------
3168           /\         |
3169          /  \        |
3170         bx   by   distance
3171        /      \      |
3172       /        \     |
3173      b2        b3 ------
3174
3175    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3176    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3177    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3178    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3179    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3180    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3181    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3182    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3183    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3184
3185    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3186    hoist based on upper method.  The rationale is:
3187      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3188         facility.
3189      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3190         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3191         register pressure will be increased because of extended live
3192         range of output.  However, register pressure will be decreased
3193         if the live ranges of inputs are shrunk.
3194      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3195         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3196         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3197      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3198         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3199         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3200         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3201         pressure.
3202      5. Update register pressure information for basic blocks through
3203         which expression is hoisted.  */
3204
3205 static int
3206 hoist_code (void)
3207 {
3208   basic_block bb, dominated;
3209   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3210   unsigned int dom_tree_walk_index;
3211   vec<basic_block> domby;
3212   unsigned int i, j, k;
3213   struct expr **index_map;
3214   struct expr *expr;
3215   int *to_bb_head;
3216   int *bb_size;
3217   int changed = 0;
3218   struct bb_data *data;
3219   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3220   bitmap from_bbs;
3221   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3222   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3223   bitmap_iterator bi;
3224
3225   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3226      hash table entry.  */
3227
3228   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
3229   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3230     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3231       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3232
3233   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3234      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3235      data to restrict distance an expression can travel.  */
3236
3237   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3238   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block_for_fn (cfun));
3239
3240   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3241     {
3242       rtx insn;
3243       int to_head;
3244
3245       to_head = 0;
3246       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3247         {
3248           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3249              decision choices.  */
3250           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3251             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3252         }
3253
3254       bb_size[bb->index] = to_head;
3255     }
3256
3257   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs) == 1
3258               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
3259                   == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb));
3260
3261   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3262   if (flag_ira_hoist_pressure)
3263     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3264
3265   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3266                                             ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb);
3267
3268   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3269      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3270   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3271     {
3272       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3273
3274       if (domby.length () == 0)
3275         continue;
3276
3277       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3278          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3279       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3280         {
3281           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3282             {
3283               int nregs = 0;
3284               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3285               /* Current expression.  */
3286               struct expr *expr = index_map[i];
3287               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3288               int hoistable = 0;
3289               /* Occurrences reachable from BB.  */
3290               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3291               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3292                  note when we've inserted it.  */
3293               int insn_inserted_p;
3294               occr_t occr;
3295
3296               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3297                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3298               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3299                 {
3300                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3301
3302                   if (occr)
3303                     {
3304                       /* An occurrence might've been already deleted
3305                          while processing a dominator of BB.  */
3306                       if (!occr->deleted_p)
3307                         {
3308                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3309                           hoistable++;
3310                         }
3311                     }
3312                   else
3313                     hoistable++;
3314                 }
3315
3316               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3317                  we look at every block BB dominates to see if it
3318                  computes the expression.  */
3319               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3320                 {
3321                   int max_distance;
3322
3323                   /* Ignore self dominance.  */
3324                   if (bb == dominated)
3325                     continue;
3326                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3327                      the busy expression and whether or not moving that
3328                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3329                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3330                     continue;
3331
3332                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3333                   gcc_assert (occr);
3334
3335                   /* An occurrence might've been already deleted
3336                      while processing a dominator of BB.  */
3337                   if (occr->deleted_p)
3338                     continue;
3339                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3340
3341                   max_distance = expr->max_distance;
3342                   if (max_distance > 0)
3343                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3344                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3345                        only part of it.  */
3346                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3347                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3348
3349                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3350                                                                  &nregs);
3351
3352                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3353                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3354
3355                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3356                      from a dominated block into BB.  */
3357                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3358                                                 max_distance, bb_size,
3359                                                 pressure_class, &nregs,
3360                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3361                     {
3362                       hoistable++;
3363                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3364                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3365                     }
3366                 }
3367
3368               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3369                  expression, then note it in the vector of expressions to
3370                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3371                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3372                  allocation.  One could increase this value to try harder
3373                  to avoid any possible code expansion due to register
3374                  allocation issues; however experiments have shown that
3375                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3376                  from two successors, so raising this threshold is likely
3377                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3378               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3379                 {
3380                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3381                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3382                      time looking for LCA in this case.  */
3383                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3384                     {
3385                       basic_block lca;
3386
3387                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3388                                                               from_bbs);
3389                       if (lca != bb)
3390                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3391                            LCA.  */
3392                         occrs_to_hoist.release ();
3393                     }
3394                 }
3395               else
3396                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3397                 occrs_to_hoist.release ();
3398
3399               if (flag_ira_hoist_pressure
3400                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3401                 {
3402                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3403                      expr is hoisted because of extended live range of
3404                      output.  */
3405                   data = BB_DATA (bb);
3406                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3407                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3408                     {
3409                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3410                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3411                     }
3412                 }
3413               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3414                 {
3415                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3416                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3417                      hoisted.  */
3418                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3419                     {
3420                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3421                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3422                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3423                           = data->old_pressure;
3424                     }
3425                 }
3426
3427               if (flag_ira_hoist_pressure)
3428                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3429
3430               insn_inserted_p = 0;
3431
3432               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3433                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3434               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3435                 {
3436                   rtx insn;
3437                   const_rtx set;
3438
3439                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3440
3441                   insn = occr->insn;
3442                   set = single_set_gcse (insn);
3443
3444                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3445                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3446                      from the mode of the original destination pseudo.
3447
3448                      It is important to use new pseudos whenever we
3449                      emit a set.  This will allow reload to use
3450                      rematerialization for such registers.  */
3451                   if (!insn_inserted_p)
3452                     expr->reaching_reg
3453                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3454
3455                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3456                                         insn);
3457                   delete_insn (insn);
3458                   occr->deleted_p = 1;
3459                   changed = 1;
3460                   gcse_subst_count++;
3461
3462                   if (!insn_inserted_p)
3463                     {
3464                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3465                       insn_inserted_p = 1;
3466                     }
3467                 }
3468
3469               occrs_to_hoist.release ();
3470               bitmap_clear (from_bbs);
3471             }
3472         }
3473       domby.release ();
3474     }
3475
3476   dom_tree_walk.release ();
3477   BITMAP_FREE (from_bbs);
3478   if (flag_ira_hoist_pressure)
3479     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3480
3481   free (bb_size);
3482   free (to_bb_head);
3483   free (index_map);
3484
3485   return changed;
3486 }
3487
3488 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3489    *NREGS) of register REGNO.  */
3490 static enum reg_class
3491 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3492 {
3493   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3494     {
3495       enum reg_class pressure_class;
3496
3497       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3498       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3499       *nregs
3500         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3501       return pressure_class;
3502     }
3503   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3504            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3505     {
3506       *nregs = 1;
3507       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3508     }
3509   else
3510     {
3511       *nregs = 0;
3512       return NO_REGS;
3513     }
3514 }
3515
3516 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3517    for destination of INSN. */
3518 static enum reg_class
3519 get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs)
3520 {
3521   rtx reg;
3522   enum reg_class pressure_class;
3523   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
3524
3525   reg = SET_DEST (set);
3526   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3527     reg = SUBREG_REG (reg);
3528   if (MEM_P (reg))
3529     {
3530       *nregs = 0;
3531       pressure_class = NO_REGS;
3532     }
3533   else
3534     {
3535       gcc_assert (REG_P (reg));
3536       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3537       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3538       *nregs
3539         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3540     }
3541   return pressure_class;
3542 }
3543
3544 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3545    register REGNO.  */
3546 static void
3547 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3548 {
3549   int nregs;
3550   enum reg_class pressure_class;
3551
3552   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3553   if (! incr_p)
3554     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3555   else
3556     {
3557       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3558       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3559           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3560         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3561           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3562     }
3563 }
3564
3565 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3566    from last to first.  */
3567 static void
3568 calculate_bb_reg_pressure (void)
3569 {
3570   int i;
3571   unsigned int j;
3572   rtx insn;
3573   basic_block bb;
3574   bitmap curr_regs_live;
3575   bitmap_iterator bi;
3576
3577
3578   ira_setup_eliminable_regset ();
3579   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3580   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3581     {
3582       curr_bb = bb;
3583       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3584       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3585       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3586       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3587       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3588         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3589       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3590         change_pressure (j, true);
3591
3592       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3593         {
3594           rtx dreg;
3595           int regno;
3596           df_ref def, use;
3597
3598           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3599             continue;
3600
3601           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
3602             {
3603               dreg = DF_REF_REAL_REG (def);
3604               gcc_assert (REG_P (dreg));
3605               regno = REGNO (dreg);
3606               if (!(DF_REF_FLAGS (def)
3607                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3608                 {
3609                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3610                     change_pressure (regno, false);
3611                 }
3612             }
3613
3614           FOR_EACH_INSN_USE (use, insn)
3615             {
3616               dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
3617               gcc_assert (REG_P (dreg));
3618               regno = REGNO (dreg);
3619               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3620                 change_pressure (regno, true);
3621             }
3622         }
3623     }
3624   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3625
3626   if (dump_file == NULL)
3627     return;
3628
3629   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3630   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3631     {
3632       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3633       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3634         {
3635           enum reg_class pressure_class;
3636
3637           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3638           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3639             continue;
3640
3641           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3642                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3643         }
3644     }
3645   fprintf (dump_file, "\n");
3646 }
3647
3648 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3649
3650    Return nonzero if a change was made.  */
3651
3652 static int
3653 one_code_hoisting_pass (void)
3654 {
3655   int changed = 0;
3656
3657   gcse_subst_count = 0;
3658   gcse_create_count = 0;
3659
3660   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3661   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3662       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3663     return 0;
3664
3665   doing_code_hoisting_p = true;
3666
3667   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3668   if (flag_ira_hoist_pressure)
3669     {
3670       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3671       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3672       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3673       calculate_bb_reg_pressure ();
3674       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3675     }
3676
3677   /* We need alias.  */
3678   init_alias_analysis ();
3679
3680   bytes_used = 0;
3681   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3682   alloc_gcse_mem ();
3683
3684   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3685   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3686   if (dump_file)
3687     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3688
3689   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3690     {
3691       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block_for_fn (cfun),
3692                             expr_hash_table.n_elems);
3693       compute_code_hoist_data ();
3694       changed = hoist_code ();
3695       free_code_hoist_mem ();
3696     }
3697
3698   if (flag_ira_hoist_pressure)
3699     {
3700       free_aux_for_blocks ();
3701       free_reg_info ();
3702     }
3703   free_hash_table (&expr_hash_table);
3704   free_gcse_mem ();
3705   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3706
3707   /* We are finished with alias.  */
3708   end_alias_analysis ();
3709
3710   if (dump_file)
3711     {
3712       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3713                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3714                bytes_used);
3715       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3716                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3717     }
3718
3719   doing_code_hoisting_p = false;
3720
3721   return changed;
3722 }
3723 \f
3724 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3725     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3726     move a load when it is killed only by a store to itself.
3727
3728             int i;
3729             float a[10];
3730
3731             void foo(float scale)
3732             {
3733               for (i=0; i<10; i++)
3734                 a[i] *= scale;
3735             }
3736
3737     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3738     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3739     of the loop.
3740
3741       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3742     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3743     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3744
3745       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3746     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3747     in the loop.  */
3748
3749 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3750    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3751
3752 static struct ls_expr *
3753 ldst_entry (rtx x)
3754 {
3755   int do_not_record_p = 0;
3756   struct ls_expr * ptr;
3757   unsigned int hash;
3758   ls_expr **slot;
3759   struct ls_expr e;
3760
3761   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3762                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3763
3764   e.pattern = x;
3765   slot = pre_ldst_table.find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3766   if (*slot)
3767     return *slot;
3768
3769   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3770
3771   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3772   ptr->expr         = NULL;
3773   ptr->pattern      = x;
3774   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3775   ptr->loads        = NULL_RTX;
3776   ptr->stores       = NULL_RTX;
3777   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3778   ptr->invalid      = 0;
3779   ptr->index        = 0;
3780   ptr->hash_index   = hash;
3781   pre_ldst_mems     = ptr;
3782   *slot = ptr;
3783
3784   return ptr;
3785 }
3786
3787 /* Free up an individual ldst entry.  */
3788
3789 static void
3790 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3791 {
3792   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3793   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3794
3795   free (ptr);
3796 }
3797
3798 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3799
3800 static void
3801 free_ld_motion_mems (void)
3802 {
3803   if (pre_ldst_table.is_created ())
3804     pre_ldst_table.dispose ();
3805
3806   while (pre_ldst_mems)
3807     {
3808       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3809
3810       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3811
3812       free_ldst_entry (tmp);
3813     }
3814
3815   pre_ldst_mems = NULL;
3816 }
3817
3818 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3819
3820 static void
3821 print_ldst_list (FILE * file)
3822 {
3823   struct ls_expr * ptr;
3824
3825   fprintf (file, "LDST list: \n");
3826
3827   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3828     {
3829       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3830
3831       print_rtl (file, ptr->pattern);
3832
3833       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3834
3835       if (ptr->loads)
3836         print_rtl (file, ptr->loads);
3837       else
3838         fprintf (file, "(nil)");
3839
3840       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3841
3842       if (ptr->stores)
3843         print_rtl (file, ptr->stores);
3844       else
3845         fprintf (file, "(nil)");
3846
3847       fprintf (file, "\n\n");
3848     }
3849
3850   fprintf (file, "\n");
3851 }
3852
3853 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3854
3855 static struct ls_expr *
3856 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3857 {
3858   struct ls_expr e;
3859   ls_expr **slot;
3860   if (!pre_ldst_table.is_created ())
3861     return NULL;
3862   e.pattern = x;
3863   slot = pre_ldst_table.find_slot (&e, NO_INSERT);
3864   if (!slot || (*slot)->invalid)
3865     return NULL;
3866   return *slot;
3867 }
3868 \f
3869 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3870
3871 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3872    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3873    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3874
3875 static int
3876 simple_mem (const_rtx x)
3877 {
3878   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3879     return 0;
3880
3881   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3882     return 0;
3883
3884   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3885      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3886      continue.  */
3887   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3888     return 0;
3889
3890   if (side_effects_p (x))
3891     return 0;
3892
3893   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3894   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3895     return 0;
3896
3897   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3898     return 0;
3899
3900   return 1;
3901 }
3902
3903 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3904    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3905    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3906    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3907    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3908    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3909    fix it up.  */
3910
3911 static void
3912 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3913 {
3914   const char * fmt;
3915   int i, j;
3916   struct ls_expr * ptr;
3917
3918   /* Invalidate it in the list.  */
3919   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3920     {
3921       ptr = ldst_entry (x);
3922       ptr->invalid = 1;
3923     }
3924
3925   /* Recursively process the insn.  */
3926   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3927
3928   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3929     {
3930       if (fmt[i] == 'e')
3931         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3932       else if (fmt[i] == 'E')
3933         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3934           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3935     }
3936 }
3937
3938 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3939    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3940    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3941    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3942    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3943    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3944    later.  */
3945
3946 static void
3947 compute_ld_motion_mems (void)
3948 {
3949   struct ls_expr * ptr;
3950   basic_block bb;
3951   rtx insn;
3952
3953   pre_ldst_mems = NULL;
3954   pre_ldst_table.create (13);
3955
3956   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3957     {
3958       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3959         {
3960           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3961             {
3962               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3963                 {
3964                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3965                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3966                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3967                   rtx src_eq;
3968
3969                   /* Check for a simple LOAD...  */
3970                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3971                     {
3972                       ptr = ldst_entry (src);
3973                       if (REG_P (dest))
3974                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3975                       else
3976                         ptr->invalid = 1;
3977                     }
3978                   else
3979                     {
3980                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3981                       invalidate_any_buried_refs (src);
3982                     }
3983
3984                   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
3985                     src_eq = XEXP (note, 0);
3986                   else
3987                     src_eq = NULL_RTX;
3988
3989                   if (src_eq != NULL_RTX
3990                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
3991                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3992
3993                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
3994                      will block any movement we might do later. We only care
3995                      about this exact pattern since those are the only
3996                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
3997                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
3998                     {
3999                       ptr = ldst_entry (dest);
4000
4001                       if (! MEM_P (src)
4002                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
4003                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
4004                              returns 0 for all REGs.  */
4005                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
4006                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
4007                       else
4008                         ptr->invalid = 1;
4009                     }
4010                 }
4011               else
4012                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
4013             }
4014         }
4015     }
4016 }
4017
4018 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
4019    expression list for pre gcse.  */
4020
4021 static void
4022 trim_ld_motion_mems (void)
4023 {
4024   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
4025   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
4026
4027   while (ptr != NULL)
4028     {
4029       struct expr * expr;
4030
4031       /* Delete if entry has been made invalid.  */
4032       if (! ptr->invalid)
4033         {
4034           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
4035           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
4036
4037           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
4038                expr != NULL;
4039                expr = expr->next_same_hash)
4040             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
4041               break;
4042         }
4043       else
4044         expr = (struct expr *) 0;
4045
4046       if (expr)
4047         {
4048           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
4049           ptr->expr = expr;
4050           last = & ptr->next;
4051           ptr = ptr->next;
4052         }
4053       else
4054         {
4055           *last = ptr->next;
4056           pre_ldst_table.remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
4057           free_ldst_entry (ptr);
4058           ptr = * last;
4059         }
4060     }
4061
4062   /* Show the world what we've found.  */
4063   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
4064     print_ldst_list (dump_file);
4065 }
4066
4067 /* This routine will take an expression which we are replacing with
4068    a reaching register, and update any stores that are needed if
4069    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
4070    copying their SRC to the reaching register, and then storing
4071    the reaching register into the store location. These keeps the
4072    correct value in the reaching register for the loads.  */
4073
4074 static void
4075 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
4076 {
4077   struct ls_expr * mem_ptr;
4078
4079   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
4080     {
4081       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
4082          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
4083          dead and should be eliminated later.  */
4084
4085       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
4086          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
4087          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
4088          (set reg expr) in that insn.  */
4089       rtx list = mem_ptr->stores;
4090
4091       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
4092         {
4093           rtx insn = XEXP (list, 0);
4094           rtx pat = PATTERN (insn);
4095           rtx src = SET_SRC (pat);
4096           rtx reg = expr->reaching_reg;
4097           rtx copy;
4098
4099           /* If we've already copied it, continue.  */
4100           if (expr->reaching_reg == src)
4101             continue;
4102
4103           if (dump_file)
4104             {
4105               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
4106               print_rtl (dump_file, reg);
4107               fprintf (dump_file, ":\n  ");
4108               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
4109               fprintf (dump_file, "\n");
4110             }
4111
4112           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
4113           emit_insn_before (copy, insn);
4114           SET_SRC (pat) = reg;
4115           df_insn_rescan (insn);
4116
4117           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
4118           INSN_CODE (insn) = -1;
4119           gcse_create_count++;
4120         }
4121     }
4122 }
4123 \f
4124 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
4125    optimization about to be performed.  */
4126
4127 static bool
4128 is_too_expensive (const char *pass)
4129 {
4130   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4131      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4132      particularly useful.
4133
4134      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4135      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4136      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4137      threshold the number of blocks, uses something with a more
4138      graceful degradation.  */
4139   if (n_edges_for_fn (cfun) > 20000 + n_basic_blocks_for_fn (cfun) * 4)
4140     {
4141       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4142                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4143                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun),
4144                n_edges_for_fn (cfun) / n_basic_blocks_for_fn (cfun));
4145
4146       return true;
4147     }
4148
4149   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
4150      storage it's better just to disable the optimization.  */
4151   if ((n_basic_blocks_for_fn (cfun)
4152        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4153        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4154     {
4155       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4156                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4157                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun), max_reg_num ());
4158
4159       return true;
4160     }
4161
4162   return false;
4163 }
4164 \f
4165 static unsigned int
4166 execute_rtl_pre (void)
4167 {
4168   int changed;
4169   delete_unreachable_blocks ();
4170   df_analyze ();
4171   changed = one_pre_gcse_pass ();
4172   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4173   if (changed)
4174     cleanup_cfg (0);
4175   return 0;
4176 }
4177
4178 static unsigned int
4179 execute_rtl_hoist (void)
4180 {
4181   int changed;
4182   delete_unreachable_blocks ();
4183   df_analyze ();
4184   changed = one_code_hoisting_pass ();
4185   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4186   if (changed)
4187     cleanup_cfg (0);
4188   return 0;
4189 }
4190
4191 namespace {
4192
4193 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4194 {
4195   RTL_PASS, /* type */
4196   "rtl pre", /* name */
4197   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4198   true, /* has_execute */
4199   TV_PRE, /* tv_id */
4200   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4201   0, /* properties_provided */
4202   0, /* properties_destroyed */
4203   0, /* todo_flags_start */
4204   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4205 };
4206
4207 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4208 {
4209 public:
4210   pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4211     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_pre, ctxt)
4212   {}
4213
4214   /* opt_pass methods: */
4215   virtual bool gate (function *);
4216   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_pre (); }
4217
4218 }; // class pass_rtl_pre
4219
4220 /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
4221    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4222    setjmp.
4223    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4224
4225 bool
4226 pass_rtl_pre::gate (function *fun)
4227 {
4228   return optimize > 0 && flag_gcse
4229     && !fun->calls_setjmp
4230     && optimize_function_for_speed_p (fun)
4231     && dbg_cnt (pre);
4232 }
4233
4234 } // anon namespace
4235
4236 rtl_opt_pass *
4237 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4238 {
4239   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4240 }
4241
4242 namespace {
4243
4244 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4245 {
4246   RTL_PASS, /* type */
4247   "hoist", /* name */
4248   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4249   true, /* has_execute */
4250   TV_HOIST, /* tv_id */
4251   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4252   0, /* properties_provided */
4253   0, /* properties_destroyed */
4254   0, /* todo_flags_start */
4255   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4256 };
4257
4258 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4259 {
4260 public:
4261   pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4262     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4263   {}
4264
4265   /* opt_pass methods: */
4266   virtual bool gate (function *);
4267   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_hoist (); }
4268
4269 }; // class pass_rtl_hoist
4270
4271 bool
4272 pass_rtl_hoist::gate (function *)
4273 {
4274   return optimize > 0 && flag_gcse
4275     && !cfun->calls_setjmp
4276     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4277        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4278        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4279     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4280     && dbg_cnt (hoist);
4281 }
4282
4283 } // anon namespace
4284
4285 rtl_opt_pass *
4286 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4287 {
4288   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4289 }
4290
4291 #include "gt-gcse.h"