Merge in trunk.
[platform/upstream/linaro-gcc.git] / gcc / gcse.c
1 /* Partial redundancy elimination / Hoisting for RTL.
2    Copyright (C) 1997-2013 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 /* TODO
21    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
22    - calc rough register pressure information and use the info to drive all
23      kinds of code motion (including code hoisting) in a unified way.
24 */
25
26 /* References searched while implementing this.
27
28    Compilers Principles, Techniques and Tools
29    Aho, Sethi, Ullman
30    Addison-Wesley, 1988
31
32    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
33    E. Morel, C. Renvoise
34    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
35
36    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
37    Frederick Chow
38    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
39
40    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
41    D.M. Dhamdhere
42    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
43
44    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
45    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
46    K-H Drechsler, M.P. Stadel
47    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
48
49    Practical Adaptation of the Global Optimization
50    Algorithm of Morel and Renvoise
51    D.M. Dhamdhere
52    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
53
54    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
55    Dependence Graph
56    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
57    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
58
59    Lazy Code Motion
60    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
61    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
62
63    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
64    Time for Reducible Flow Control
65    Thomas Ball
66    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
67    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
68
69    An Efficient Representation for Sparse Sets
70    Preston Briggs, Linda Torczon
71    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
72    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
73
74    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
75    K-H Drechsler, M.P. Stadel
76    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
77
78    Partial Dead Code Elimination
79    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
80    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
81
82    Effective Partial Redundancy Elimination
83    P. Briggs, K.D. Cooper
84    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
85
86    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
87    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
88    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
89
90    Optimal Code Motion: Theory and Practice
91    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
92    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
93
94    The power of assignment motion
95    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
96    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
97
98    Global code motion / global value numbering
99    C. Click
100    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
101
102    Value Driven Redundancy Elimination
103    L.T. Simpson
104    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
105
106    Value Numbering
107    L.T. Simpson
108    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
109
110    High Performance Compilers for Parallel Computing
111    Michael Wolfe
112    Addison-Wesley, 1996
113
114    Advanced Compiler Design and Implementation
115    Steven Muchnick
116    Morgan Kaufmann, 1997
117
118    Building an Optimizing Compiler
119    Robert Morgan
120    Digital Press, 1998
121
122    People wishing to speed up the code here should read:
123      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
124      B.G. Ryder, M.C. Paull
125      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
126
127      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
128      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
129      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
130
131    People wishing to do something different can find various possibilities
132    in the above papers and elsewhere.
133 */
134
135 #include "config.h"
136 #include "system.h"
137 #include "coretypes.h"
138 #include "tm.h"
139 #include "diagnostic-core.h"
140 #include "toplev.h"
141
142 #include "hard-reg-set.h"
143 #include "rtl.h"
144 #include "tree.h"
145 #include "tm_p.h"
146 #include "regs.h"
147 #include "ira.h"
148 #include "flags.h"
149 #include "insn-config.h"
150 #include "recog.h"
151 #include "basic-block.h"
152 #include "function.h"
153 #include "expr.h"
154 #include "except.h"
155 #include "ggc.h"
156 #include "params.h"
157 #include "cselib.h"
158 #include "intl.h"
159 #include "obstack.h"
160 #include "tree-pass.h"
161 #include "hash-table.h"
162 #include "df.h"
163 #include "dbgcnt.h"
164 #include "target.h"
165 #include "gcse.h"
166
167 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
168    are a superset of those done by classic GCSE.
169
170    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
171    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
172    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
173    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
174    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
175    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
176
177    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
178    (set (pseudo-reg) (expression)).
179    Function want_to_gcse_p says what these are.
180
181    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
182    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
183    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
184    high part and a low part).
185
186    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
187    partially redundant).
188
189    **********************
190
191    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
192    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
193    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
194    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
195    the expense.
196
197    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
198    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
199    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
200    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
201
202    It was found doing copy propagation between each pass enables further
203    substitutions.
204
205    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
206    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
207    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
208    at the time when the study was conducted.
209
210    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
211    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
212
213    **********************
214
215    The steps for PRE are:
216
217    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
218
219    2) Perform the data flow analysis for PRE.
220
221    3) Delete the redundant instructions
222
223    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
224       redundant instructions fully redundant.
225
226    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
227       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
228
229    The deletion is done first so that when we do insertions we
230    know which pseudo reg to use.
231
232    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
233    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
234    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
235
236    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
237    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
238    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
239    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
240    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
241    each register in each block and thus can try to use an existing
242    register.  */
243 \f
244 /* GCSE global vars.  */
245
246 struct target_gcse default_target_gcse;
247 #if SWITCHABLE_TARGET
248 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
249 #endif
250
251 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
252 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
253
254 /* An obstack for our working variables.  */
255 static struct obstack gcse_obstack;
256
257 /* Hash table of expressions.  */
258
259 struct expr
260 {
261   /* The expression.  */
262   rtx expr;
263   /* Index in the available expression bitmaps.  */
264   int bitmap_index;
265   /* Next entry with the same hash.  */
266   struct expr *next_same_hash;
267   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
268      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
269      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
270      to the occurrence and the output is not used between the start of
271      the block and the occurrence.  */
272   struct occr *antic_occr;
273   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
274      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
275      basic block and the operands are not modified by following statements in
276      the basic block [including this insn].  */
277   struct occr *avail_occr;
278   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
279      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
280      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
281   rtx reaching_reg;
282   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
283      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
284      to keep register pressure under control.
285      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
286      travel.  */
287   int max_distance;
288 };
289
290 /* Occurrence of an expression.
291    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
292    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
293
294 struct occr
295 {
296   /* Next occurrence of this expression.  */
297   struct occr *next;
298   /* The insn that computes the expression.  */
299   rtx insn;
300   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
301   char deleted_p;
302   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
303      reaching_reg.  */
304   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
305      the same byte.  */
306   char copied_p;
307 };
308
309 typedef struct occr *occr_t;
310
311 /* Expression hash tables.
312    Each hash table is an array of buckets.
313    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
314    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
315    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
316    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
317    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
318    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
319
320 struct hash_table_d
321 {
322   /* The table itself.
323      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
324   struct expr **table;
325
326   /* Size of the hash table, in elements.  */
327   unsigned int size;
328
329   /* Number of hash table elements.  */
330   unsigned int n_elems;
331 };
332
333 /* Expression hash table.  */
334 static struct hash_table_d expr_hash_table;
335
336 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
337    or store motion.
338    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
339    i.e. loads and stores to a single location.
340    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
341    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
342    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
343    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
344
345 struct ls_expr
346 {
347   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
348   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
349   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
350   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
351   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
352   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
353   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
354   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
355   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
356   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
357 };
358
359 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
360 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
361
362 struct pre_ldst_expr_hasher : typed_noop_remove <ls_expr>
363 {
364   typedef ls_expr value_type;
365   typedef value_type compare_type;
366   static inline hashval_t hash (const value_type *);
367   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
368 };
369
370 /* Hashtable helpers.  */
371 inline hashval_t
372 pre_ldst_expr_hasher::hash (const value_type *x)
373 {
374   int do_not_record_p = 0;
375   return
376     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
377 }
378
379 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
380
381 inline bool
382 pre_ldst_expr_hasher::equal (const value_type *ptr1,
383                              const compare_type *ptr2)
384 {
385   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
386 }
387
388 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
389 static hash_table <pre_ldst_expr_hasher> pre_ldst_table;
390
391 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
392    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
393    the start of the basic block.  */
394 static regset reg_set_bitmap;
395
396 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
397    memory within that block.  */
398 static vec<rtx> *modify_mem_list;
399 static bitmap modify_mem_list_set;
400
401 typedef struct modify_pair_s
402 {
403   rtx dest;                     /* A MEM.  */
404   rtx dest_addr;                /* The canonical address of `dest'.  */
405 } modify_pair;
406
407
408 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
409    being set and their canonicalized memory addresses.  */
410 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
411
412 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
413    function calls.  */
414 static bitmap blocks_with_calls;
415
416 /* Various variables for statistics gathering.  */
417
418 /* Memory used in a pass.
419    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
420    to keep an eye on memory usage.  */
421 static int bytes_used;
422
423 /* GCSE substitutions made.  */
424 static int gcse_subst_count;
425 /* Number of copy instructions created.  */
426 static int gcse_create_count;
427 \f
428 /* Doing code hoisting.  */
429 static bool doing_code_hoisting_p = false;
430 \f
431 /* For available exprs */
432 static sbitmap *ae_kill;
433 \f
434 /* Data stored for each basic block.  */
435 struct bb_data
436 {
437   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
438      (defined only for the pressure classes).  */
439   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
440   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
441      an expression.  Will be used to restore the register pressure
442      if the expression should not be hoisted.  */
443   int old_pressure;
444   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
445      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
446      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
447      expression should not be hoisted.  */
448   bitmap live_in, backup;
449 };
450
451 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
452
453 static basic_block curr_bb;
454
455 /* Current register pressure for each pressure class.  */
456 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
457 \f
458
459 static void compute_can_copy (void);
460 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
461 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
462 static void *gcse_alloc (unsigned long);
463 static void alloc_gcse_mem (void);
464 static void free_gcse_mem (void);
465 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
466 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
467 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
468 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
469 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
470 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
471 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
472 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
473 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int, int,
474                                   struct hash_table_d *);
475 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
476 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
477 static void record_last_mem_set_info (rtx);
478 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
479 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
480 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *);
481 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
482 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
483 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
484 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *);
485 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
486                                       struct hash_table_d *);
487 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
488 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
489 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
490 static void alloc_pre_mem (int, int);
491 static void free_pre_mem (void);
492 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
493 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
494                                     basic_block);
495 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block);
496 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
497 static void pre_insert_copies (void);
498 static int pre_delete (void);
499 static int pre_gcse (struct edge_list *);
500 static int one_pre_gcse_pass (void);
501 static void add_label_notes (rtx, rtx);
502 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
503 static void free_code_hoist_mem (void);
504 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
505 static void compute_code_hoist_data (void);
506 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct expr *, basic_block,
507                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
508                                      int *, bitmap, rtx);
509 static int hoist_code (void);
510 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
511 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs);
512 static int one_code_hoisting_pass (void);
513 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
514 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
515 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
516                                          basic_block, char *);
517 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
518 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
519 static void free_ld_motion_mems (void);
520 static void print_ldst_list (FILE *);
521 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
522 static int simple_mem (const_rtx);
523 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
524 static void compute_ld_motion_mems (void);
525 static void trim_ld_motion_mems (void);
526 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
527 static void clear_modify_mem_tables (void);
528 static void free_modify_mem_tables (void);
529 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
530 static bool is_too_expensive (const char *);
531
532 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
533 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
534
535 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
536 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
537
538 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
539 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
540
541 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
542 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
543 \f
544 /* Misc. utilities.  */
545
546 #define can_copy \
547   (this_target_gcse->x_can_copy)
548 #define can_copy_init_p \
549   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
550
551 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
552
553 static void
554 compute_can_copy (void)
555 {
556   int i;
557 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
558   rtx reg, insn;
559 #endif
560   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
561
562   start_sequence ();
563   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
564     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
565       {
566 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
567         can_copy[i] = 0;
568 #else
569         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
570         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
571         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
572           can_copy[i] = 1;
573 #endif
574       }
575     else
576       can_copy[i] = 1;
577
578   end_sequence ();
579 }
580
581 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
582
583 bool
584 can_copy_p (enum machine_mode mode)
585 {
586   if (! can_copy_init_p)
587     {
588       compute_can_copy ();
589       can_copy_init_p = true;
590     }
591
592   return can_copy[mode] != 0;
593 }
594 \f
595 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
596
597 static void *
598 gmalloc (size_t size)
599 {
600   bytes_used += size;
601   return xmalloc (size);
602 }
603
604 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
605
606 static void *
607 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
608 {
609   bytes_used += nelem * elsize;
610   return xcalloc (nelem, elsize);
611 }
612
613 /* Cover function to obstack_alloc.  */
614
615 static void *
616 gcse_alloc (unsigned long size)
617 {
618   bytes_used += size;
619   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
620 }
621
622 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
623    This is called at the start of each pass.  */
624
625 static void
626 alloc_gcse_mem (void)
627 {
628   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
629   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
630
631   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
632      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
633      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
634   typedef vec<rtx> vec_rtx_heap;
635   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
636   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block);
637   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap, last_basic_block);
638   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
639   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
640 }
641
642 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
643
644 static void
645 free_gcse_mem (void)
646 {
647   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
648
649   free_modify_mem_tables ();
650   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
651   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
652 }
653 \f
654 /* Compute the local properties of each recorded expression.
655
656    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
657    other blocks.
658
659    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
660    in the block.
661
662    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
663    at least once and expression would contain the same value if the
664    computation was moved to the end of the block.
665
666    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
667    least once and expression would contain the same value if the computation
668    was moved to the beginning of the block.
669
670    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
671    basically the same information and thus can easily share this code.
672
673    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
674    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
675    particular property.
676
677    TABLE controls which hash table to look at.  */
678
679 static void
680 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
681                           struct hash_table_d *table)
682 {
683   unsigned int i;
684
685   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
686   if (transp)
687     {
688       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
689     }
690
691   if (comp)
692     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block);
693   if (antloc)
694     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block);
695
696   for (i = 0; i < table->size; i++)
697     {
698       struct expr *expr;
699
700       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
701         {
702           int indx = expr->bitmap_index;
703           struct occr *occr;
704
705           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
706              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
707              then reset the bits for those that are.  */
708           if (transp)
709             compute_transp (expr->expr, indx, transp);
710
711           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
712              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
713           if (antloc)
714             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
715               {
716                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
717
718                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
719                    initialize this.  */
720                 occr->deleted_p = 0;
721               }
722
723           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
724              we want to set to nonzero in COMP.  */
725           if (comp)
726             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
727               {
728                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
729
730                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
731                    initialize this.  */
732                 occr->copied_p = 0;
733               }
734
735           /* While we're scanning the table, this is a good place to
736              initialize this.  */
737           expr->reaching_reg = 0;
738         }
739     }
740 }
741 \f
742 /* Hash table support.  */
743
744 struct reg_avail_info
745 {
746   basic_block last_bb;
747   int first_set;
748   int last_set;
749 };
750
751 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
752 static basic_block current_bb;
753
754 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
755    GCSE.  */
756
757 static int
758 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
759 {
760 #ifdef STACK_REGS
761   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
762      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
763      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
764   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
765     x = avoid_constant_pool_reference (x);
766 #endif
767
768   /* GCSE'ing constants:
769
770      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
771      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
772      the maximum distance simple expressions can travel.
773
774      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
775      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
776      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
777
778      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
779      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
780      in a way that allows reload rematerialize them under high register
781      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
782      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
783      spilling such constants under high register pressure instead of
784      rematerializing them.  */
785
786   switch (GET_CODE (x))
787     {
788     case REG:
789     case SUBREG:
790     case CALL:
791       return 0;
792
793     CASE_CONST_ANY:
794       if (!doing_code_hoisting_p)
795         /* Do not PRE constants.  */
796         return 0;
797
798       /* FALLTHRU */
799
800     default:
801       if (doing_code_hoisting_p)
802         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
803         {
804           int cost;
805           int max_distance;
806
807           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
808                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
809           cost = set_src_cost (x, 0);
810
811           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
812             {
813               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
814               if (max_distance == 0)
815                 return 0;
816
817               gcc_assert (max_distance > 0);
818             }
819           else
820             max_distance = 0;
821
822           if (max_distance_ptr)
823             *max_distance_ptr = max_distance;
824         }
825
826       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
827     }
828 }
829
830 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
831
832 static GTY(()) rtx test_insn;
833
834 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
835    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
836    side-effect.
837
838    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
839    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
840    has hidden side-effects we don't want to mess with.
841
842    This function is typically used by code motion passes, to verify
843    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
844    maybe live hard regs.  */
845
846 bool
847 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
848 {
849   int num_clobbers = 0;
850   int icode;
851
852   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
853   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
854     return 1;
855   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
856     return 0;
857
858   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
859      our test insn if we haven't already.  */
860   if (test_insn == 0)
861     {
862       test_insn
863         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
864                                       gen_rtx_REG (word_mode,
865                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
866                                       const0_rtx));
867       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
868     }
869
870   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
871      valid.  */
872   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
873   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
874
875   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
876   if (icode < 0)
877     return false;
878
879   if (num_clobbers > 0 && added_clobbers_hard_reg_p (icode))
880     return false;
881
882   if (targetm.cannot_copy_insn_p && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn))
883     return false;
884
885   return true;
886 }
887
888 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
889    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
890    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
891
892 static int
893 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
894 {
895   int i, j;
896   enum rtx_code code;
897   const char *fmt;
898
899   if (x == 0)
900     return 1;
901
902   code = GET_CODE (x);
903   switch (code)
904     {
905     case REG:
906       {
907         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
908
909         if (info->last_bb != current_bb)
910           return 1;
911         if (avail_p)
912           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
913         else
914           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
915       }
916
917     case MEM:
918       if (! flag_gcse_lm
919           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
920                                      x, avail_p))
921         return 0;
922       else
923         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
924
925     case PRE_DEC:
926     case PRE_INC:
927     case POST_DEC:
928     case POST_INC:
929     case PRE_MODIFY:
930     case POST_MODIFY:
931       return 0;
932
933     case PC:
934     case CC0: /*FIXME*/
935     case CONST:
936     CASE_CONST_ANY:
937     case SYMBOL_REF:
938     case LABEL_REF:
939     case ADDR_VEC:
940     case ADDR_DIFF_VEC:
941       return 1;
942
943     default:
944       break;
945     }
946
947   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
948     {
949       if (fmt[i] == 'e')
950         {
951           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
952              level, change it into iteration.  This function is called enough
953              to be worth it.  */
954           if (i == 0)
955             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
956
957           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
958             return 0;
959         }
960       else if (fmt[i] == 'E')
961         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
962           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
963             return 0;
964     }
965
966   return 1;
967 }
968
969 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
970
971 struct mem_conflict_info
972 {
973   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
974      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
975   const_rtx mem;
976
977   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
978      references.  */
979   bool conflict;
980 };
981
982 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
983    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
984    information back through DATA.  */
985
986 static void
987 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
988                           void *data)
989 {
990   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
991
992   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
993          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
994          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
995     dest = XEXP (dest, 0);
996
997   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
998      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
999      elsewhere.  */
1000   if (! MEM_P (dest))
1001     return;
1002
1003   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1004      don't mark as killed this time.  */
1005   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
1006     {
1007       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1008         mci->conflict = true;
1009       return;
1010     }
1011
1012   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1013     mci->conflict = true;
1014 }
1015
1016 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1017    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1018    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1019    before UID_LIMIT.
1020
1021    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1022    AVAIL_P to 0.  */
1023
1024 static int
1025 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1026                         int avail_p)
1027 {
1028   vec<rtx> list = modify_mem_list[bb->index];
1029   rtx setter;
1030   unsigned ix;
1031
1032   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1033   if (MEM_READONLY_P (x))
1034     return 0;
1035
1036   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1037     {
1038       struct mem_conflict_info mci;
1039
1040       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1041       if ((avail_p
1042            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1043           || (! avail_p
1044               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1045         continue;
1046
1047       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1048          to pure functions are never put on the list, so we need not
1049          worry about them.  */
1050       if (CALL_P (setter))
1051         return 1;
1052
1053       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1054          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1055       mci.mem = x;
1056       mci.conflict = false;
1057       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1058       if (mci.conflict)
1059         return 1;
1060     }
1061   return 0;
1062 }
1063
1064 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1065    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1066
1067 static int
1068 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1069 {
1070   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1071 }
1072
1073 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1074    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1075
1076 static int
1077 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1078 {
1079   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1080 }
1081
1082 /* Hash expression X.
1083
1084    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1085    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1086    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1087    the current size of the hash table to be probed.  */
1088
1089 static unsigned int
1090 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1091            int hash_table_size)
1092 {
1093   unsigned int hash;
1094
1095   *do_not_record_p = 0;
1096
1097   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1098   return hash % hash_table_size;
1099 }
1100
1101 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1102
1103 static int
1104 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1105 {
1106   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1107 }
1108
1109 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1110    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1111    basic block.
1112
1113    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1114    It is only used if X is a CONST_INT.
1115
1116    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1117    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1118
1119    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1120    be moved.  */
1121
1122 static void
1123 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1124                       int avail_p, int max_distance, struct hash_table_d *table)
1125 {
1126   int found, do_not_record_p;
1127   unsigned int hash;
1128   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1129   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1130
1131   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1132
1133   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1134      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1135      to or can't handle.  */
1136   if (do_not_record_p)
1137     return;
1138
1139   cur_expr = table->table[hash];
1140   found = 0;
1141
1142   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1143     {
1144       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1145          the list.  */
1146       last_expr = cur_expr;
1147       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1148     }
1149
1150   if (! found)
1151     {
1152       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1153       bytes_used += sizeof (struct expr);
1154       if (table->table[hash] == NULL)
1155         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1156         table->table[hash] = cur_expr;
1157       else
1158         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1159         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1160
1161       /* Set the fields of the expr element.  */
1162       cur_expr->expr = x;
1163       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1164       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1165       cur_expr->antic_occr = NULL;
1166       cur_expr->avail_occr = NULL;
1167       gcc_assert (max_distance >= 0);
1168       cur_expr->max_distance = max_distance;
1169     }
1170   else
1171     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1172
1173   /* Now record the occurrence(s).  */
1174   if (antic_p)
1175     {
1176       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1177
1178       if (antic_occr
1179           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1180         antic_occr = NULL;
1181
1182       if (antic_occr)
1183         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1184            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1185            block and the block is scanned from start to end.  */
1186         ; /* nothing to do */
1187       else
1188         {
1189           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1190           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1191           bytes_used += sizeof (struct occr);
1192           antic_occr->insn = insn;
1193           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1194           antic_occr->deleted_p = 0;
1195           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1196         }
1197     }
1198
1199   if (avail_p)
1200     {
1201       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1202
1203       if (avail_occr
1204           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1205         {
1206           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1207              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1208              the last one in the block and the block is scanned from start
1209              to end.  */
1210           avail_occr->insn = insn;
1211         }
1212       else
1213         {
1214           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1215           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1216           bytes_used += sizeof (struct occr);
1217           avail_occr->insn = insn;
1218           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1219           avail_occr->deleted_p = 0;
1220           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1221         }
1222     }
1223 }
1224
1225 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1226
1227 static void
1228 hash_scan_set (rtx set, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1229 {
1230   rtx src = SET_SRC (set);
1231   rtx dest = SET_DEST (set);
1232   rtx note;
1233
1234   if (GET_CODE (src) == CALL)
1235     hash_scan_call (src, insn, table);
1236
1237   else if (REG_P (dest))
1238     {
1239       unsigned int regno = REGNO (dest);
1240       int max_distance = 0;
1241
1242       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1243
1244          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1245          redundant constants, addresses or other expressions that are
1246          constructed with multiple instructions.
1247
1248          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1249          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1250          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1251          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1252          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1253          do more than one PRE GCSE pass.
1254
1255          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1256          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1257       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1258       if (note != 0
1259           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1260           && !REG_P (src)
1261           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1262         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1263
1264       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1265       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1266           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1267           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1268           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1269              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1270           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1271              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1272              can't do the same thing at the rtl level.  */
1273           && !can_throw_internal (insn)
1274           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1275           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1276           /* Don't CSE a nop.  */
1277           && ! set_noop_p (set)
1278           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1279              At this point this only function parameters should have
1280              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1281              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1282              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1283           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1284         {
1285           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1286              modified before this insn or if this is not the only SET in
1287              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1288              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1289              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1290           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1291                         && !multiple_sets (insn);
1292           /* An expression is not available if its operands are
1293              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1294              available if this is a branch, because we can't insert
1295              a set after the branch.  */
1296           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1297                          && ! JUMP_P (insn));
1298
1299           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1300                                 max_distance, table);
1301         }
1302     }
1303   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1304      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1305      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1306   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1307       {
1308         unsigned int regno = REGNO (src);
1309         int max_distance = 0;
1310
1311         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1312         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1313            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1314            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1315            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1316               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1317            && !can_throw_internal (insn)
1318            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1319            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1320            /* Don't CSE a nop.  */
1321            && ! set_noop_p (set)
1322            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1323               At this point this only function parameters should have
1324               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1325               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1326               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1327            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1328                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1329              {
1330                /* Stores are never anticipatable.  */
1331                int antic_p = 0;
1332                /* An expression is not available if its operands are
1333                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1334                   available if this is a branch, because we can't insert
1335                   a set after the branch.  */
1336                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1337                              && ! JUMP_P (insn);
1338
1339                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1340                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1341                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1342              }
1343       }
1344 }
1345
1346 static void
1347 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1348                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1349 {
1350   /* Currently nothing to do.  */
1351 }
1352
1353 static void
1354 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1355                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1356 {
1357   /* Currently nothing to do.  */
1358 }
1359
1360 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1361
1362 static void
1363 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1364 {
1365   rtx pat = PATTERN (insn);
1366   int i;
1367
1368   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1369      what's been modified.  */
1370
1371   if (GET_CODE (pat) == SET)
1372     hash_scan_set (pat, insn, table);
1373
1374   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1375     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1376
1377   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1378     hash_scan_call (pat, insn, table);
1379
1380   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1381     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1382       {
1383         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1384
1385         if (GET_CODE (x) == SET)
1386           hash_scan_set (x, insn, table);
1387         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1388           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1389         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1390           hash_scan_call (x, insn, table);
1391       }
1392 }
1393
1394 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1395
1396 static void
1397 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1398 {
1399   int i;
1400   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1401   struct expr **flat_table;
1402   unsigned int *hash_val;
1403   struct expr *expr;
1404
1405   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1406   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1407
1408   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1409     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1410       {
1411         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1412         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1413       }
1414
1415   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1416            name, table->size, table->n_elems);
1417
1418   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1419     if (flat_table[i] != 0)
1420       {
1421         expr = flat_table[i];
1422         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1423                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1424         print_rtl (file, expr->expr);
1425         fprintf (file, "\n");
1426       }
1427
1428   fprintf (file, "\n");
1429
1430   free (flat_table);
1431   free (hash_val);
1432 }
1433
1434 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1435
1436    first_set records the first place in the block where the register
1437    is set and is used to compute "anticipatability".
1438
1439    last_set records the last place in the block where the register
1440    is set and is used to compute "availability".
1441
1442    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1443    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1444
1445 static void
1446 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1447 {
1448   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1449   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1450
1451   info->last_set = luid;
1452   if (info->last_bb != current_bb)
1453     {
1454       info->last_bb = current_bb;
1455       info->first_set = luid;
1456     }
1457 }
1458
1459 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1460    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1461    taken off pairwise.  */
1462
1463 static void
1464 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx x ATTRIBUTE_UNUSED,
1465                    void * v_insn)
1466 {
1467   rtx dest_addr, insn;
1468   int bb;
1469   modify_pair pair;
1470
1471   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1472       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1473       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1474     dest = XEXP (dest, 0);
1475
1476   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1477      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1478      elsewhere.  */
1479
1480   if (! MEM_P (dest))
1481     return;
1482
1483   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1484   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1485   insn = (rtx) v_insn;
1486   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1487
1488   pair.dest = dest;
1489   pair.dest_addr = dest_addr;
1490   canon_modify_mem_list[bb].safe_push (pair);
1491 }
1492
1493 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1494    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1495    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1496
1497 static void
1498 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1499 {
1500   int bb;
1501
1502   if (! flag_gcse_lm)
1503     return;
1504
1505   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1506      everything.  */
1507   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1508   modify_mem_list[bb].safe_push (insn);
1509   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1510
1511   if (CALL_P (insn))
1512     bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1513   else
1514     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1515 }
1516
1517 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1518    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1519    the SET is taking place.  */
1520
1521 static void
1522 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1523 {
1524   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1525
1526   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1527     dest = SUBREG_REG (dest);
1528
1529   if (REG_P (dest))
1530     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1531   else if (MEM_P (dest)
1532            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1533            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1534     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1535 }
1536
1537 /* Top level function to create an expression hash table.
1538
1539    Expression entries are placed in the hash table if
1540    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1541    - src is something we want to perform GCSE on,
1542    - none of the operands are subsequently modified in the block
1543
1544    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1545
1546    TABLE is the table computed.  */
1547
1548 static void
1549 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1550 {
1551   int i;
1552
1553   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1554   clear_modify_mem_tables ();
1555   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1556   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1557
1558   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1559     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1560
1561   FOR_EACH_BB (current_bb)
1562     {
1563       rtx insn;
1564       unsigned int regno;
1565
1566       /* First pass over the instructions records information used to
1567          determine when registers and memory are first and last set.  */
1568       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1569         {
1570           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1571             continue;
1572
1573           if (CALL_P (insn))
1574             {
1575               hard_reg_set_iterator hrsi;
1576               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1577                                               0, regno, hrsi)
1578                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1579
1580               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1581                 record_last_mem_set_info (insn);
1582             }
1583
1584           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1585         }
1586
1587       /* The next pass builds the hash table.  */
1588       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1589         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1590           hash_scan_insn (insn, table);
1591     }
1592
1593   free (reg_avail_info);
1594   reg_avail_info = NULL;
1595 }
1596
1597 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1598    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1599
1600 static void
1601 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table)
1602 {
1603   int n;
1604
1605   n = get_max_insn_count ();
1606
1607   table->size = n / 4;
1608   if (table->size < 11)
1609     table->size = 11;
1610
1611   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1612      Making it an odd number is simplest for now.
1613      ??? Later take some measurements.  */
1614   table->size |= 1;
1615   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1616   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1617 }
1618
1619 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1620
1621 static void
1622 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1623 {
1624   free (table->table);
1625 }
1626
1627 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1628
1629 static void
1630 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1631 {
1632   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1633   table->n_elems = 0;
1634   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1635
1636   compute_hash_table_work (table);
1637 }
1638 \f
1639 /* Expression tracking support.  */
1640
1641 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1642 static void
1643 clear_modify_mem_tables (void)
1644 {
1645   unsigned i;
1646   bitmap_iterator bi;
1647
1648   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1649     {
1650       modify_mem_list[i].release ();
1651       canon_modify_mem_list[i].release ();
1652     }
1653   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1654   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1655 }
1656
1657 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1658
1659 static void
1660 free_modify_mem_tables (void)
1661 {
1662   clear_modify_mem_tables ();
1663   free (modify_mem_list);
1664   free (canon_modify_mem_list);
1665   modify_mem_list = 0;
1666   canon_modify_mem_list = 0;
1667 }
1668 \f
1669 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
1670    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
1671    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
1672    element of X is modified, reset the INDX bit in BMAP.  */
1673
1674 static void
1675 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap)
1676 {
1677   int i, j;
1678   enum rtx_code code;
1679   const char *fmt;
1680
1681   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
1682      can't do it when there's no return value.  */
1683  repeat:
1684
1685   if (x == 0)
1686     return;
1687
1688   code = GET_CODE (x);
1689   switch (code)
1690     {
1691     case REG:
1692         {
1693           df_ref def;
1694           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
1695                def;
1696                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
1697             bitmap_clear_bit (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
1698         }
1699
1700       return;
1701
1702     case MEM:
1703       if (! MEM_READONLY_P (x))
1704         {
1705           bitmap_iterator bi;
1706           unsigned bb_index;
1707           rtx x_addr;
1708
1709           x_addr = get_addr (XEXP (x, 0));
1710           x_addr = canon_rtx (x_addr);
1711
1712           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
1713              do any list walking for them.  */
1714           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
1715             {
1716               bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1717             }
1718
1719           /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
1720              but which do not have any calls.  */
1721           EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
1722                                           blocks_with_calls,
1723                                           0, bb_index, bi)
1724             {
1725               vec<modify_pair> list
1726                 = canon_modify_mem_list[bb_index];
1727               modify_pair *pair;
1728               unsigned ix;
1729
1730               FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, pair)
1731                 {
1732                   rtx dest = pair->dest;
1733                   rtx dest_addr = pair->dest_addr;
1734
1735                   if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest),
1736                                              dest_addr, x, x_addr))
1737                     bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1738                 }
1739             }
1740         }
1741
1742       x = XEXP (x, 0);
1743       goto repeat;
1744
1745     case PC:
1746     case CC0: /*FIXME*/
1747     case CONST:
1748     CASE_CONST_ANY:
1749     case SYMBOL_REF:
1750     case LABEL_REF:
1751     case ADDR_VEC:
1752     case ADDR_DIFF_VEC:
1753       return;
1754
1755     default:
1756       break;
1757     }
1758
1759   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1760     {
1761       if (fmt[i] == 'e')
1762         {
1763           /* If we are about to do the last recursive call
1764              needed at this level, change it into iteration.
1765              This function is called enough to be worth it.  */
1766           if (i == 0)
1767             {
1768               x = XEXP (x, i);
1769               goto repeat;
1770             }
1771
1772           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap);
1773         }
1774       else if (fmt[i] == 'E')
1775         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1776           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap);
1777     }
1778 }
1779 \f
1780 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1781
1782 /* Local properties of expressions.  */
1783
1784 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1785 static sbitmap *transp;
1786
1787 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1788 static sbitmap *comp;
1789
1790 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1791 static sbitmap *antloc;
1792
1793 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1794    point.  */
1795 static sbitmap *pre_optimal;
1796
1797 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1798 static sbitmap *pre_redundant;
1799
1800 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1801 static sbitmap *pre_insert_map;
1802
1803 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1804 static sbitmap *pre_delete_map;
1805
1806 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1807
1808 static void
1809 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1810 {
1811   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1812   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1813   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1814
1815   pre_optimal = NULL;
1816   pre_redundant = NULL;
1817   pre_insert_map = NULL;
1818   pre_delete_map = NULL;
1819   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1820
1821   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1822 }
1823
1824 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1825
1826 static void
1827 free_pre_mem (void)
1828 {
1829   sbitmap_vector_free (transp);
1830   sbitmap_vector_free (comp);
1831
1832   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1833
1834   if (pre_optimal)
1835     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1836   if (pre_redundant)
1837     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1838   if (pre_insert_map)
1839     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1840   if (pre_delete_map)
1841     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1842
1843   transp = comp = NULL;
1844   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1845 }
1846
1847 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1848    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1849    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1850    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1851    can be clobbered by calls.  */
1852
1853 static void
1854 prune_expressions (bool pre_p)
1855 {
1856   sbitmap prune_exprs;
1857   struct expr *expr;
1858   unsigned int ui;
1859   basic_block bb;
1860
1861   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1862   bitmap_clear (prune_exprs);
1863   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1864     {
1865       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1866         {
1867           /* Note potentially trapping expressions.  */
1868           if (may_trap_p (expr->expr))
1869             {
1870               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1871               continue;
1872             }
1873
1874           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1875             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1876                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1877                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1878                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1879                constant memory references can be hoisted along abnormal
1880                edges.  */
1881             {
1882               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1883                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1884                 continue;
1885
1886               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1887                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1888                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1889                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1890                 continue;
1891
1892               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1893                  analysis to determine if this mem is actually killed
1894                  by this call.  */
1895
1896               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1897             }
1898         }
1899     }
1900
1901   FOR_EACH_BB (bb)
1902     {
1903       edge e;
1904       edge_iterator ei;
1905
1906       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1907          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1908          because we won't be able to properly place the instruction on
1909          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1910          This is fairly conservative.
1911
1912          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1913          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1914          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1915          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1916          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1917          be best to implement this check along the lines of
1918          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1919          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1920          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1921       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1922         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1923             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1924           {
1925             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1926                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1927             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1928                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1929             break;
1930           }
1931     }
1932
1933   sbitmap_free (prune_exprs);
1934 }
1935
1936 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1937    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1938    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1939    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1940    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1941
1942    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1943
1944 static void
1945 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1946 {
1947   sbitmap_iterator sbi;
1948   sbitmap prune_exprs;
1949
1950   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1951      expressions.  */
1952   unsigned int i, j;
1953
1954   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1955      number of times an expression can be removed as a result.  */
1956   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1957   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1958
1959   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1960      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1961      insertion/deletion sets.  */
1962   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1963   bitmap_clear (prune_exprs);
1964
1965   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1966      needs to be inserted.  */
1967   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges; i++)
1968     {
1969       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1970         insertions[j]++;
1971     }
1972
1973   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1974      edges.  */
1975   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
1976     {
1977       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1978         deletions[j]++;
1979     }
1980
1981   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1982      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1983      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1984      PRUNE_EXPRS.  */
1985   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
1986     if (deletions[j]
1987         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
1988       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
1989
1990   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
1991   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
1992     {
1993       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges; i++)
1994         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
1995
1996       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
1997         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
1998     }
1999
2000   if (dump_file)
2001     {
2002       dump_bitmap_vector (dump_file, "pre_insert_map", "", pre_insert_map, n_edges);
2003       dump_bitmap_vector (dump_file, "pre_delete_map", "", pre_delete_map,
2004                            last_basic_block);
2005     }
2006
2007   sbitmap_free (prune_exprs);
2008   free (insertions);
2009   free (deletions);
2010 }
2011
2012 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
2013
2014 static struct edge_list *
2015 compute_pre_data (void)
2016 {
2017   struct edge_list *edge_list;
2018   basic_block bb;
2019
2020   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2021   prune_expressions (true);
2022   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block);
2023
2024   /* Compute ae_kill for each basic block using:
2025
2026      ~(TRANSP | COMP)
2027   */
2028
2029   FOR_EACH_BB (bb)
2030     {
2031       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
2032       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
2033     }
2034
2035   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
2036                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
2037   sbitmap_vector_free (antloc);
2038   antloc = NULL;
2039   sbitmap_vector_free (ae_kill);
2040   ae_kill = NULL;
2041
2042   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
2043
2044   return edge_list;
2045 }
2046 \f
2047 /* PRE utilities */
2048
2049 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
2050    block BB.
2051
2052    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2053    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2054
2055    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2056    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2057    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2058    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2059    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2060    the closest such expression.  */
2061
2062 static int
2063 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr,
2064                               basic_block bb, char *visited)
2065 {
2066   edge pred;
2067   edge_iterator ei;
2068
2069   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2070     {
2071       basic_block pred_bb = pred->src;
2072
2073       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
2074           /* Has predecessor has already been visited?  */
2075           || visited[pred_bb->index])
2076         ;/* Nothing to do.  */
2077
2078       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2079       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2080         {
2081           /* Is this the occurrence we're looking for?
2082              Note that there's only one generating occurrence per block
2083              so we just need to check the block number.  */
2084           if (occr_bb == pred_bb)
2085             return 1;
2086
2087           visited[pred_bb->index] = 1;
2088         }
2089       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2090       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2091         visited[pred_bb->index] = 1;
2092
2093       /* Neither gen nor kill.  */
2094       else
2095         {
2096           visited[pred_bb->index] = 1;
2097           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
2098             return 1;
2099         }
2100     }
2101
2102   /* All paths have been checked.  */
2103   return 0;
2104 }
2105
2106 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
2107    memory allocated for that function is returned.  */
2108
2109 static int
2110 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
2111 {
2112   int rval;
2113   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
2114
2115   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
2116
2117   free (visited);
2118   return rval;
2119 }
2120 \f
2121 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
2122
2123 static rtx
2124 process_insert_insn (struct expr *expr)
2125 {
2126   rtx reg = expr->reaching_reg;
2127   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
2128   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
2129   rtx pat;
2130
2131   start_sequence ();
2132
2133   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2134      just copy it to a register.  */
2135   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2136     emit_move_insn (reg, exp);
2137
2138   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2139      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2140   else
2141     {
2142       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2143
2144       if (insn_invalid_p (insn, false))
2145         gcc_unreachable ();
2146     }
2147
2148   pat = get_insns ();
2149   end_sequence ();
2150
2151   return pat;
2152 }
2153
2154 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2155
2156    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2157
2158 static void
2159 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb)
2160 {
2161   rtx insn = BB_END (bb);
2162   rtx new_insn;
2163   rtx reg = expr->reaching_reg;
2164   int regno = REGNO (reg);
2165   rtx pat, pat_end;
2166
2167   pat = process_insert_insn (expr);
2168   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2169
2170   pat_end = pat;
2171   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2172     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2173
2174   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2175      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2176      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2177
2178   if (JUMP_P (insn)
2179       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2180           && (!single_succ_p (bb)
2181               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2182     {
2183 #ifdef HAVE_cc0
2184       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2185          if cc0 isn't set.  */
2186       rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2187       if (note)
2188         insn = XEXP (note, 0);
2189       else
2190         {
2191           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2192           if (maybe_cc0_setter
2193               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2194               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2195             insn = maybe_cc0_setter;
2196         }
2197 #endif
2198       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2199       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2200     }
2201
2202   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2203      of exception handling.  */
2204   else if (CALL_P (insn)
2205            && (!single_succ_p (bb)
2206                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2207     {
2208       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2209          in registers, we search backward and place the instructions before
2210          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2211          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2212
2213       /* Since different machines initialize their parameter registers
2214          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2215          parameter registers.  */
2216       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2217
2218       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2219          before the first parameter load.
2220
2221          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2222          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2223          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2224          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2225          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2226       while (LABEL_P (insn)
2227              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2228         insn = NEXT_INSN (insn);
2229
2230       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2231     }
2232   else
2233     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2234
2235   while (1)
2236     {
2237       if (INSN_P (pat))
2238         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2239       if (pat == pat_end)
2240         break;
2241       pat = NEXT_INSN (pat);
2242     }
2243
2244   gcse_create_count++;
2245
2246   if (dump_file)
2247     {
2248       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2249                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2250       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2251                expr->bitmap_index, regno);
2252     }
2253 }
2254
2255 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2256    the expressions fully redundant.  */
2257
2258 static int
2259 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
2260 {
2261   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2262   sbitmap *inserted;
2263
2264   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2265      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2266
2267   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2268   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2269   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2270   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2271
2272   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2273     {
2274       int indx;
2275       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2276
2277       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2278         {
2279           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2280
2281           for (j = indx;
2282                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2283                j++, insert >>= 1)
2284             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2285               {
2286                 struct expr *expr = index_map[j];
2287                 struct occr *occr;
2288
2289                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2290                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2291                   {
2292                     if (! occr->deleted_p)
2293                       continue;
2294
2295                     /* Insert this expression on this edge if it would
2296                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2297                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2298                       {
2299                         rtx insn;
2300                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2301
2302                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2303                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2304                            the previous block. There are several alternatives
2305                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2306                            handling this situation.  This one is easiest for
2307                            now.  */
2308
2309                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2310                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2311                         else
2312                           {
2313                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2314                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2315                           }
2316
2317                         if (dump_file)
2318                           {
2319                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2320                                      bb->index,
2321                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2322                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2323                                      expr->bitmap_index);
2324                           }
2325
2326                         update_ld_motion_stores (expr);
2327                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2328                         did_insert = 1;
2329                         gcse_create_count++;
2330                       }
2331                   }
2332               }
2333         }
2334     }
2335
2336   sbitmap_vector_free (inserted);
2337   return did_insert;
2338 }
2339
2340 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2341    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2342      reaching_reg <- old_reg
2343    it's better to do the following:
2344      reaching_reg <- expr
2345      old_reg      <- reaching_reg
2346    because this way copy propagation can discover additional PRE
2347    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2348    When "expr" is a store, i.e.
2349    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2350      reaching_reg <- old_reg
2351    it's better to add it before as follows:
2352      reaching_reg <- old_reg
2353      MEM          <- reaching_reg.  */
2354
2355 static void
2356 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
2357 {
2358   rtx reg = expr->reaching_reg;
2359   int regno = REGNO (reg);
2360   int indx = expr->bitmap_index;
2361   rtx pat = PATTERN (insn);
2362   rtx set, first_set, new_insn;
2363   rtx old_reg;
2364   int i;
2365
2366   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2367   switch (GET_CODE (pat))
2368     {
2369     case SET:
2370       set = pat;
2371       break;
2372
2373     case PARALLEL:
2374       /* Search through the parallel looking for the set whose
2375          source was the expression that we're interested in.  */
2376       first_set = NULL_RTX;
2377       set = NULL_RTX;
2378       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2379         {
2380           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2381           if (GET_CODE (x) == SET)
2382             {
2383               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2384                  may not find an equivalent expression, but in this
2385                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2386               if (first_set == NULL_RTX)
2387                 first_set = x;
2388               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2389                 {
2390                   set = x;
2391                   break;
2392                 }
2393             }
2394         }
2395
2396       gcc_assert (first_set);
2397       if (set == NULL_RTX)
2398         set = first_set;
2399       break;
2400
2401     default:
2402       gcc_unreachable ();
2403     }
2404
2405   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2406     {
2407       old_reg = SET_DEST (set);
2408       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2409       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2410         {
2411           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2412           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2413         }
2414       else
2415         {
2416           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2417           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2418         }
2419     }
2420   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2421     {
2422       old_reg = SET_SRC (set);
2423       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2424
2425       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2426       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2427         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2428       else
2429         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2430     }
2431
2432   gcse_create_count++;
2433
2434   if (dump_file)
2435     fprintf (dump_file,
2436              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2437               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2438               INSN_UID (insn), regno);
2439 }
2440
2441 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2442    to `reaching_reg'.  */
2443
2444 static void
2445 pre_insert_copies (void)
2446 {
2447   unsigned int i, added_copy;
2448   struct expr *expr;
2449   struct occr *occr;
2450   struct occr *avail;
2451
2452   /* For each available expression in the table, copy the result to
2453      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2454
2455      ??? The current algorithm is rather brute force.
2456      Need to do some profiling.  */
2457
2458   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2459     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2460       {
2461         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2462            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2463            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2464            deleted.  This test also avoids further processing if the
2465            expression wasn't deleted anywhere.  */
2466         if (expr->reaching_reg == NULL)
2467           continue;
2468
2469         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2470         added_copy = 0;
2471
2472         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2473           {
2474             if (! occr->deleted_p)
2475               continue;
2476
2477             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2478               {
2479                 rtx insn = avail->insn;
2480
2481                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2482                 if (avail->copied_p)
2483                   continue;
2484
2485                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2486                 if (INSN_DELETED_P (insn))
2487                   continue;
2488
2489                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2490                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2491                                                expr,
2492                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2493                   continue;
2494
2495                 added_copy = 1;
2496
2497                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2498                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2499                 avail->copied_p = 1;
2500               }
2501           }
2502
2503           if (added_copy)
2504             update_ld_motion_stores (expr);
2505       }
2506 }
2507
2508 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2509    in INSN.  */
2510
2511 static rtx
2512 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx insn)
2513 {
2514   rtx new_rtx;
2515   rtx set = single_set (insn), set2;
2516   rtx note;
2517   rtx eqv = NULL_RTX;
2518
2519   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2520      we've verified to be valid.  */
2521
2522   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2523
2524   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2525      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2526      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2527   set2 = single_set (new_rtx);
2528   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2529     return new_rtx;
2530   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2531     eqv = XEXP (note, 0);
2532   else if (! REG_P (dest)
2533            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2534     eqv = SET_SRC (set);
2535
2536   if (eqv != NULL_RTX)
2537     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2538
2539   return new_rtx;
2540 }
2541
2542 /* Delete redundant computations.
2543    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2544    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2545    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
2546
2547    Return nonzero if a change is made.  */
2548
2549 static int
2550 pre_delete (void)
2551 {
2552   unsigned int i;
2553   int changed;
2554   struct expr *expr;
2555   struct occr *occr;
2556
2557   changed = 0;
2558   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2559     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2560       {
2561         int indx = expr->bitmap_index;
2562
2563         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2564         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2565           {
2566             rtx insn = occr->insn;
2567             rtx set;
2568             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2569
2570             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2571             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2572                 && (set = single_set (insn)) != 0
2573                 && dbg_cnt (pre_insn))
2574               {
2575                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2576                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2577                    the mode of the original destination pseudo.  */
2578                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2579                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2580
2581                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2582                 delete_insn (insn);
2583                 occr->deleted_p = 1;
2584                 changed = 1;
2585                 gcse_subst_count++;
2586
2587                 if (dump_file)
2588                   {
2589                     fprintf (dump_file,
2590                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2591                                INSN_UID (insn), indx);
2592                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2593                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2594                   }
2595               }
2596           }
2597       }
2598
2599   return changed;
2600 }
2601
2602 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2603    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2604    has been done.
2605
2606    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2607    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2608    Compiler Design and Implementation.
2609
2610    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2611    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2612    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2613    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2614    through the block.
2615
2616    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2617    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2618    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2619    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2620    redundancies.  */
2621
2622 static int
2623 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2624 {
2625   unsigned int i;
2626   int did_insert, changed;
2627   struct expr **index_map;
2628   struct expr *expr;
2629
2630   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2631      hash table entry.  */
2632
2633   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
2634   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2635     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2636       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2637
2638   /* Delete the redundant insns first so that
2639      - we know what register to use for the new insns and for the other
2640        ones with reaching expressions
2641      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2642
2643   changed = pre_delete ();
2644   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2645
2646   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2647      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2648   pre_insert_copies ();
2649   if (did_insert)
2650     {
2651       commit_edge_insertions ();
2652       changed = 1;
2653     }
2654
2655   free (index_map);
2656   return changed;
2657 }
2658
2659 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2660
2661    Return nonzero if a change was made.  */
2662
2663 static int
2664 one_pre_gcse_pass (void)
2665 {
2666   int changed = 0;
2667
2668   gcse_subst_count = 0;
2669   gcse_create_count = 0;
2670
2671   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2672   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2673       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2674     return 0;
2675
2676   /* We need alias.  */
2677   init_alias_analysis ();
2678
2679   bytes_used = 0;
2680   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2681   alloc_gcse_mem ();
2682
2683   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2684   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2685   if (flag_gcse_lm)
2686     compute_ld_motion_mems ();
2687
2688   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2689   if (flag_gcse_lm)
2690     trim_ld_motion_mems ();
2691   if (dump_file)
2692     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2693
2694   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2695     {
2696       struct edge_list *edge_list;
2697       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
2698       edge_list = compute_pre_data ();
2699       changed |= pre_gcse (edge_list);
2700       free_edge_list (edge_list);
2701       free_pre_mem ();
2702     }
2703
2704   if (flag_gcse_lm)
2705     free_ld_motion_mems ();
2706   remove_fake_exit_edges ();
2707   free_hash_table (&expr_hash_table);
2708
2709   free_gcse_mem ();
2710   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2711
2712   /* We are finished with alias.  */
2713   end_alias_analysis ();
2714
2715   if (dump_file)
2716     {
2717       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2718                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
2719       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2720                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2721     }
2722
2723   return changed;
2724 }
2725 \f
2726 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2727    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2728    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2729    that note, because the following loop optimization pass requires
2730    them.  */
2731
2732 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2733    then we would not need to do this here, because jump would add the
2734    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2735
2736 static void
2737 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2738 {
2739   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2740   int i, j;
2741   const char *fmt;
2742
2743   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2744     {
2745       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2746          avoid flow generating (slightly) worse code.
2747
2748          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2749          mark_jump_label for additional information).  */
2750
2751       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2752          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2753          notes.  */
2754       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2755       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
2756
2757       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2758         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2759
2760       return;
2761     }
2762
2763   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2764     {
2765       if (fmt[i] == 'e')
2766         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2767       else if (fmt[i] == 'E')
2768         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2769           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2770     }
2771 }
2772
2773 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2774
2775 /* Very busy expressions.  */
2776 static sbitmap *hoist_vbein;
2777 static sbitmap *hoist_vbeout;
2778
2779 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2780    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2781    more effective than the tail merging code in jump.c.
2782
2783    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2784    code hoisting.  It would be nice.  */
2785
2786 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2787
2788 static void
2789 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2790 {
2791   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2792   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2793   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2794
2795   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2796   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2797 }
2798
2799 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2800
2801 static void
2802 free_code_hoist_mem (void)
2803 {
2804   sbitmap_vector_free (antloc);
2805   sbitmap_vector_free (transp);
2806   sbitmap_vector_free (comp);
2807
2808   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2809   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2810
2811   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2812 }
2813
2814 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2815
2816    An expression is very busy if all paths from a given point
2817    compute the expression.  */
2818
2819 static void
2820 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2821 {
2822   int changed, passes;
2823   basic_block bb;
2824
2825   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block);
2826   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block);
2827
2828   passes = 0;
2829   changed = 1;
2830
2831   while (changed)
2832     {
2833       changed = 0;
2834
2835       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2836          the convergence.  */
2837       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2838         {
2839           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2840             {
2841               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2842                                             hoist_vbein, bb);
2843
2844               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2845                  in BB and available at its end.  */
2846               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2847                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2848             }
2849
2850           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2851                                               antloc[bb->index],
2852                                               hoist_vbeout[bb->index],
2853                                               transp[bb->index]);
2854         }
2855
2856       passes++;
2857     }
2858
2859   if (dump_file)
2860     {
2861       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2862
2863       FOR_EACH_BB (bb)
2864         {
2865           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2866           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2867           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2868           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2869         }
2870     }
2871 }
2872
2873 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2874
2875 static void
2876 compute_code_hoist_data (void)
2877 {
2878   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2879   prune_expressions (false);
2880   compute_code_hoist_vbeinout ();
2881   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2882   if (dump_file)
2883     fprintf (dump_file, "\n");
2884 }
2885
2886 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2887    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2888    maintain live_in information if live range of register referred
2889    in FROM is shrunk.
2890    
2891    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2892    the number by which register pressure is decreased.
2893    
2894    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2895
2896 static int
2897 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx from)
2898 {
2899   rtx dreg, insn;
2900   basic_block succ_bb;
2901   df_ref *op, op_ref;
2902   edge succ;
2903   edge_iterator ei;
2904   int decreased_pressure = 0;
2905   int nregs;
2906   enum reg_class pressure_class;
2907   
2908   for (op = DF_INSN_USES (from); *op; op++)
2909     {
2910       dreg = DF_REF_REAL_REG (*op);
2911       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
2912          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
2913          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
2914       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
2915         {
2916           succ_bb = succ->dest;
2917           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
2918             continue;
2919
2920           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
2921             break;
2922         }
2923       if (succ != NULL)
2924         continue;
2925
2926       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
2927       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
2928         {
2929           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
2930             continue;
2931
2932           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
2933           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
2934               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
2935             break;
2936         }
2937
2938       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
2939       /* Decrease register pressure and update live_in information for
2940          this block.  */
2941       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
2942         {
2943           decreased_pressure += nregs;
2944           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
2945           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
2946         }
2947     }
2948   return decreased_pressure;
2949 }
2950
2951 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
2952    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
2953    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
2954
2955    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
2956    hoisted up in flow graph.
2957
2958    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
2959    for each basic block.
2960
2961    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
2962    for storing EXPR.
2963
2964    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
2965    EXPR is hoisted.
2966
2967    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
2968
2969    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
2970    to me that the expression must either be computed or transparent in
2971    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
2972    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
2973    the expression wasn't a loop invariant.
2974
2975    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
2976    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
2977    paths.  */
2978
2979 static int
2980 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct expr *expr,
2981                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
2982                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
2983                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx from)
2984 {
2985   unsigned int i;
2986   edge pred;
2987   edge_iterator ei;
2988   sbitmap_iterator sbi;
2989   int visited_allocated_locally = 0;
2990   int decreased_pressure = 0;
2991
2992   if (flag_ira_hoist_pressure)
2993     {
2994       /* Record old information of basic block BB when it is visited
2995          at the first time.  */
2996       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
2997         {
2998           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
2999           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
3000           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
3001         }
3002       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
3003     }
3004   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
3005      is exhausted.  */
3006   if (distance > 0)
3007     {
3008       if (flag_ira_hoist_pressure)
3009         {
3010           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
3011           if (decreased_pressure > *nregs)
3012             distance += bb_size[bb->index];
3013           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
3014              of following conditions is satisfied:
3015
3016              1. The basic block has low register pressure.
3017              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
3018
3019              Constant expressions is handled conservatively, because
3020              hoisting constant expression aggressively results in worse
3021              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
3022              on ARM target, while it has no obvious effect on other
3023              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
3024           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
3025                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3026                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
3027                        && decreased_pressure < *nregs))
3028             distance -= bb_size[bb->index];
3029         }
3030       else
3031         distance -= bb_size[bb->index];
3032
3033       if (distance <= 0)
3034         return 0;
3035     }
3036   else
3037     gcc_assert (distance == 0);
3038
3039   if (visited == NULL)
3040     {
3041       visited_allocated_locally = 1;
3042       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
3043       bitmap_clear (visited);
3044     }
3045
3046   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3047     {
3048       basic_block pred_bb = pred->src;
3049
3050       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
3051         break;
3052       else if (pred_bb == expr_bb)
3053         continue;
3054       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
3055         continue;
3056       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3057         break;
3058       /* Not killed.  */
3059       else
3060         {
3061           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
3062           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
3063                                           visited, distance, bb_size,
3064                                           pressure_class, nregs,
3065                                           hoisted_bbs, from))
3066             break;
3067         }
3068     }
3069   if (visited_allocated_locally)
3070     {
3071       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
3072          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
3073       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
3074         {
3075           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
3076           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
3077           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
3078             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
3079         }
3080       sbitmap_free (visited);
3081     }
3082
3083   return (pred == NULL);
3084 }
3085 \f
3086 /* Find occurrence in BB.  */
3087
3088 static struct occr *
3089 find_occr_in_bb (struct occr *occr, basic_block bb)
3090 {
3091   /* Find the right occurrence of this expression.  */
3092   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
3093     occr = occr->next;
3094
3095   return occr;
3096 }
3097
3098 /* Actually perform code hoisting.
3099
3100    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
3101    expression along dominated path to a dominating basic block, like
3102    from b2/b3 to b1 as depicted below:
3103
3104           b1      ------
3105           /\         |
3106          /  \        |
3107         bx   by   distance
3108        /      \      |
3109       /        \     |
3110      b2        b3 ------
3111
3112    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3113    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3114    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3115    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3116    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3117    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3118    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3119    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3120    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3121
3122    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3123    hoist based on upper method.  The rationale is:
3124      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3125         facility.
3126      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3127         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3128         register pressure will be increased because of extended live
3129         range of output.  However, register pressure will be decreased
3130         if the live ranges of inputs are shrunk.
3131      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3132         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3133         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3134      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3135         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3136         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3137         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3138         pressure.
3139      5. Update register pressure information for basic blocks through
3140         which expression is hoisted.  */
3141
3142 static int
3143 hoist_code (void)
3144 {
3145   basic_block bb, dominated;
3146   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3147   unsigned int dom_tree_walk_index;
3148   vec<basic_block> domby;
3149   unsigned int i, j, k;
3150   struct expr **index_map;
3151   struct expr *expr;
3152   int *to_bb_head;
3153   int *bb_size;
3154   int changed = 0;
3155   struct bb_data *data;
3156   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3157   bitmap from_bbs;
3158   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3159   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3160   bitmap_iterator bi;
3161
3162   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3163      hash table entry.  */
3164
3165   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
3166   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3167     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3168       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3169
3170   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3171      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3172      data to restrict distance an expression can travel.  */
3173
3174   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3175   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block);
3176
3177   FOR_EACH_BB (bb)
3178     {
3179       rtx insn;
3180       int to_head;
3181
3182       to_head = 0;
3183       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3184         {
3185           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3186              decision choices.  */
3187           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3188             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3189         }
3190
3191       bb_size[bb->index] = to_head;
3192     }
3193
3194   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR->succs) == 1
3195               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR, 0)->dest
3196                   == ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb));
3197
3198   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3199   if (flag_ira_hoist_pressure)
3200     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3201
3202   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3203                                             ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb);
3204
3205   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3206      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3207   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3208     {
3209       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3210
3211       if (domby.length () == 0)
3212         continue;
3213
3214       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3215          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3216       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3217         {
3218           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3219             {
3220               int nregs = 0;
3221               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3222               /* Current expression.  */
3223               struct expr *expr = index_map[i];
3224               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3225               int hoistable = 0;
3226               /* Occurrences reachable from BB.  */
3227               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3228               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3229                  note when we've inserted it.  */
3230               int insn_inserted_p;
3231               occr_t occr;
3232
3233               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3234                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3235               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3236                 {
3237                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3238
3239                   if (occr)
3240                     {
3241                       /* An occurrence might've been already deleted
3242                          while processing a dominator of BB.  */
3243                       if (!occr->deleted_p)
3244                         {
3245                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3246                           hoistable++;
3247                         }
3248                     }
3249                   else
3250                     hoistable++;
3251                 }
3252
3253               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3254                  we look at every block BB dominates to see if it
3255                  computes the expression.  */
3256               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3257                 {
3258                   int max_distance;
3259
3260                   /* Ignore self dominance.  */
3261                   if (bb == dominated)
3262                     continue;
3263                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3264                      the busy expression and whether or not moving that
3265                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3266                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3267                     continue;
3268
3269                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3270                   gcc_assert (occr);
3271
3272                   /* An occurrence might've been already deleted
3273                      while processing a dominator of BB.  */
3274                   if (occr->deleted_p)
3275                     continue;
3276                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3277
3278                   max_distance = expr->max_distance;
3279                   if (max_distance > 0)
3280                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3281                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3282                        only part of it.  */
3283                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3284                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3285
3286                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3287                                                                  &nregs);
3288
3289                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3290                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3291
3292                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3293                      from a dominated block into BB.  */
3294                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3295                                                 max_distance, bb_size,
3296                                                 pressure_class, &nregs,
3297                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3298                     {
3299                       hoistable++;
3300                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3301                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3302                     }
3303                 }
3304
3305               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3306                  expression, then note it in the vector of expressions to
3307                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3308                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3309                  allocation.  One could increase this value to try harder
3310                  to avoid any possible code expansion due to register
3311                  allocation issues; however experiments have shown that
3312                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3313                  from two successors, so raising this threshold is likely
3314                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3315               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3316                 {
3317                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3318                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3319                      time looking for LCA in this case.  */
3320                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3321                     {
3322                       basic_block lca;
3323
3324                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3325                                                               from_bbs);
3326                       if (lca != bb)
3327                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3328                            LCA.  */
3329                         occrs_to_hoist.release ();
3330                     }
3331                 }
3332               else
3333                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3334                 occrs_to_hoist.release ();
3335
3336               if (flag_ira_hoist_pressure
3337                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3338                 {
3339                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3340                      expr is hoisted because of extended live range of
3341                      output.  */
3342                   data = BB_DATA (bb);
3343                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3344                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3345                     {
3346                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK (k));
3347                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3348                     }
3349                 }
3350               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3351                 {
3352                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3353                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3354                      hoisted.  */
3355                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3356                     {
3357                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK (k));
3358                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3359                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3360                           = data->old_pressure;
3361                     }
3362                 }
3363
3364               if (flag_ira_hoist_pressure)
3365                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3366
3367               insn_inserted_p = 0;
3368
3369               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3370                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3371               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3372                 {
3373                   rtx insn;
3374                   rtx set;
3375
3376                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3377
3378                   insn = occr->insn;
3379                   set = single_set (insn);
3380                   gcc_assert (set);
3381
3382                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3383                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3384                      from the mode of the original destination pseudo.
3385
3386                      It is important to use new pseudos whenever we
3387                      emit a set.  This will allow reload to use
3388                      rematerialization for such registers.  */
3389                   if (!insn_inserted_p)
3390                     expr->reaching_reg
3391                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3392
3393                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3394                                         insn);
3395                   delete_insn (insn);
3396                   occr->deleted_p = 1;
3397                   changed = 1;
3398                   gcse_subst_count++;
3399
3400                   if (!insn_inserted_p)
3401                     {
3402                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3403                       insn_inserted_p = 1;
3404                     }
3405                 }
3406
3407               occrs_to_hoist.release ();
3408               bitmap_clear (from_bbs);
3409             }
3410         }
3411       domby.release ();
3412     }
3413
3414   dom_tree_walk.release ();
3415   BITMAP_FREE (from_bbs);
3416   if (flag_ira_hoist_pressure)
3417     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3418
3419   free (bb_size);
3420   free (to_bb_head);
3421   free (index_map);
3422
3423   return changed;
3424 }
3425
3426 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3427    *NREGS) of register REGNO.  */
3428 static enum reg_class
3429 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3430 {
3431   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3432     {
3433       enum reg_class pressure_class;
3434
3435       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3436       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3437       *nregs
3438         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3439       return pressure_class;
3440     }
3441   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3442            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3443     {
3444       *nregs = 1;
3445       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3446     }
3447   else
3448     {
3449       *nregs = 0;
3450       return NO_REGS;
3451     }
3452 }
3453
3454 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3455    for destination of INSN. */
3456 static enum reg_class
3457 get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs)
3458 {
3459   rtx reg;
3460   enum reg_class pressure_class;
3461   rtx set = single_set (insn);
3462
3463   /* Considered invariant insns have only one set.  */
3464   gcc_assert (set != NULL_RTX);
3465   reg = SET_DEST (set);
3466   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3467     reg = SUBREG_REG (reg);
3468   if (MEM_P (reg))
3469     {
3470       *nregs = 0;
3471       pressure_class = NO_REGS;
3472     }
3473   else
3474     {
3475       gcc_assert (REG_P (reg));
3476       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3477       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3478       *nregs
3479         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3480     }
3481   return pressure_class;
3482 }
3483
3484 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3485    register REGNO.  */
3486 static void
3487 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3488 {
3489   int nregs;
3490   enum reg_class pressure_class;
3491
3492   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3493   if (! incr_p)
3494     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3495   else
3496     {
3497       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3498       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3499           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3500         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3501           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3502     }
3503 }
3504
3505 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3506    from last to first.  */
3507 static void
3508 calculate_bb_reg_pressure (void)
3509 {
3510   int i;
3511   unsigned int j;
3512   rtx insn;
3513   basic_block bb;
3514   bitmap curr_regs_live;
3515   bitmap_iterator bi;
3516
3517
3518   ira_setup_eliminable_regset (false);
3519   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3520   FOR_EACH_BB (bb)
3521     {
3522       curr_bb = bb;
3523       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3524       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3525       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3526       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3527       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3528         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3529       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3530         change_pressure (j, true);
3531
3532       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3533         {
3534           rtx dreg;
3535           int regno;
3536           df_ref *def_rec, *use_rec;
3537
3538           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3539             continue;
3540
3541           for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
3542             {
3543               dreg = DF_REF_REAL_REG (*def_rec);
3544               gcc_assert (REG_P (dreg));
3545               regno = REGNO (dreg);
3546               if (!(DF_REF_FLAGS (*def_rec) 
3547                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3548                 {
3549                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3550                     change_pressure (regno, false);
3551                 }
3552             }
3553
3554           for (use_rec = DF_INSN_USES (insn); *use_rec; use_rec++)
3555             {
3556               dreg = DF_REF_REAL_REG (*use_rec);
3557               gcc_assert (REG_P (dreg));
3558               regno = REGNO (dreg);
3559               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3560                 change_pressure (regno, true);
3561             }
3562         }
3563     }
3564   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3565
3566   if (dump_file == NULL)
3567     return;
3568
3569   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3570   FOR_EACH_BB (bb)
3571     {
3572       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3573       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3574         {
3575           enum reg_class pressure_class;
3576
3577           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3578           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3579             continue;
3580
3581           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3582                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3583         }
3584     }
3585   fprintf (dump_file, "\n");
3586 }
3587
3588 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3589
3590    Return nonzero if a change was made.  */
3591
3592 static int
3593 one_code_hoisting_pass (void)
3594 {
3595   int changed = 0;
3596
3597   gcse_subst_count = 0;
3598   gcse_create_count = 0;
3599
3600   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3601   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3602       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3603     return 0;
3604
3605   doing_code_hoisting_p = true;
3606
3607   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3608   if (flag_ira_hoist_pressure)
3609     {
3610       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3611       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3612       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3613       calculate_bb_reg_pressure ();
3614       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3615     }
3616
3617   /* We need alias.  */
3618   init_alias_analysis ();
3619
3620   bytes_used = 0;
3621   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3622   alloc_gcse_mem ();
3623
3624   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3625   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3626   if (dump_file)
3627     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3628
3629   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3630     {
3631       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
3632       compute_code_hoist_data ();
3633       changed = hoist_code ();
3634       free_code_hoist_mem ();
3635     }
3636
3637   if (flag_ira_hoist_pressure)
3638     {
3639       free_aux_for_blocks ();
3640       free_reg_info ();
3641     }
3642   free_hash_table (&expr_hash_table);
3643   free_gcse_mem ();
3644   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3645
3646   /* We are finished with alias.  */
3647   end_alias_analysis ();
3648
3649   if (dump_file)
3650     {
3651       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3652                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
3653       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3654                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3655     }
3656
3657   doing_code_hoisting_p = false;
3658
3659   return changed;
3660 }
3661 \f
3662 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3663     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3664     move a load when it is killed only by a store to itself.
3665
3666             int i;
3667             float a[10];
3668
3669             void foo(float scale)
3670             {
3671               for (i=0; i<10; i++)
3672                 a[i] *= scale;
3673             }
3674
3675     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3676     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3677     of the loop.
3678
3679       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3680     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3681     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3682
3683       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3684     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3685     in the loop.  */
3686
3687 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3688    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3689
3690 static struct ls_expr *
3691 ldst_entry (rtx x)
3692 {
3693   int do_not_record_p = 0;
3694   struct ls_expr * ptr;
3695   unsigned int hash;
3696   ls_expr **slot;
3697   struct ls_expr e;
3698
3699   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3700                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3701
3702   e.pattern = x;
3703   slot = pre_ldst_table.find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3704   if (*slot)
3705     return *slot;
3706
3707   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3708
3709   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3710   ptr->expr         = NULL;
3711   ptr->pattern      = x;
3712   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3713   ptr->loads        = NULL_RTX;
3714   ptr->stores       = NULL_RTX;
3715   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3716   ptr->invalid      = 0;
3717   ptr->index        = 0;
3718   ptr->hash_index   = hash;
3719   pre_ldst_mems     = ptr;
3720   *slot = ptr;
3721
3722   return ptr;
3723 }
3724
3725 /* Free up an individual ldst entry.  */
3726
3727 static void
3728 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3729 {
3730   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3731   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3732
3733   free (ptr);
3734 }
3735
3736 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3737
3738 static void
3739 free_ld_motion_mems (void)
3740 {
3741   if (pre_ldst_table.is_created ())
3742     pre_ldst_table.dispose ();
3743
3744   while (pre_ldst_mems)
3745     {
3746       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3747
3748       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3749
3750       free_ldst_entry (tmp);
3751     }
3752
3753   pre_ldst_mems = NULL;
3754 }
3755
3756 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3757
3758 static void
3759 print_ldst_list (FILE * file)
3760 {
3761   struct ls_expr * ptr;
3762
3763   fprintf (file, "LDST list: \n");
3764
3765   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3766     {
3767       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3768
3769       print_rtl (file, ptr->pattern);
3770
3771       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3772
3773       if (ptr->loads)
3774         print_rtl (file, ptr->loads);
3775       else
3776         fprintf (file, "(nil)");
3777
3778       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3779
3780       if (ptr->stores)
3781         print_rtl (file, ptr->stores);
3782       else
3783         fprintf (file, "(nil)");
3784
3785       fprintf (file, "\n\n");
3786     }
3787
3788   fprintf (file, "\n");
3789 }
3790
3791 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3792
3793 static struct ls_expr *
3794 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3795 {
3796   struct ls_expr e;
3797   ls_expr **slot;
3798   if (!pre_ldst_table.is_created ())
3799     return NULL;
3800   e.pattern = x;
3801   slot = pre_ldst_table.find_slot (&e, NO_INSERT);
3802   if (!slot || (*slot)->invalid)
3803     return NULL;
3804   return *slot;
3805 }
3806 \f
3807 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3808
3809 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3810    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3811    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3812
3813 static int
3814 simple_mem (const_rtx x)
3815 {
3816   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3817     return 0;
3818
3819   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3820     return 0;
3821
3822   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3823      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3824      continue.  */
3825   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3826     return 0;
3827
3828   if (side_effects_p (x))
3829     return 0;
3830
3831   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3832   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3833     return 0;
3834
3835   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3836     return 0;
3837
3838   return 1;
3839 }
3840
3841 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3842    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3843    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3844    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3845    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3846    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3847    fix it up.  */
3848
3849 static void
3850 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3851 {
3852   const char * fmt;
3853   int i, j;
3854   struct ls_expr * ptr;
3855
3856   /* Invalidate it in the list.  */
3857   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3858     {
3859       ptr = ldst_entry (x);
3860       ptr->invalid = 1;
3861     }
3862
3863   /* Recursively process the insn.  */
3864   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3865
3866   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3867     {
3868       if (fmt[i] == 'e')
3869         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3870       else if (fmt[i] == 'E')
3871         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3872           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3873     }
3874 }
3875
3876 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3877    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3878    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3879    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3880    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3881    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3882    later.  */
3883
3884 static void
3885 compute_ld_motion_mems (void)
3886 {
3887   struct ls_expr * ptr;
3888   basic_block bb;
3889   rtx insn;
3890
3891   pre_ldst_mems = NULL;
3892   pre_ldst_table.create (13);
3893
3894   FOR_EACH_BB (bb)
3895     {
3896       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3897         {
3898           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3899             {
3900               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3901                 {
3902                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3903                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3904                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3905                   rtx src_eq;
3906
3907                   /* Check for a simple LOAD...  */
3908                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3909                     {
3910                       ptr = ldst_entry (src);
3911                       if (REG_P (dest))
3912                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3913                       else
3914                         ptr->invalid = 1;
3915                     }
3916                   else
3917                     {
3918                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3919                       invalidate_any_buried_refs (src);
3920                     }
3921
3922                   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
3923                     src_eq = XEXP (note, 0);
3924                   else
3925                     src_eq = NULL_RTX;
3926
3927                   if (src_eq != NULL_RTX
3928                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
3929                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3930
3931                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
3932                      will block any movement we might do later. We only care
3933                      about this exact pattern since those are the only
3934                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
3935                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
3936                     {
3937                       ptr = ldst_entry (dest);
3938
3939                       if (! MEM_P (src)
3940                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
3941                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
3942                              returns 0 for all REGs.  */
3943                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
3944                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
3945                       else
3946                         ptr->invalid = 1;
3947                     }
3948                 }
3949               else
3950                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
3951             }
3952         }
3953     }
3954 }
3955
3956 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
3957    expression list for pre gcse.  */
3958
3959 static void
3960 trim_ld_motion_mems (void)
3961 {
3962   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
3963   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
3964
3965   while (ptr != NULL)
3966     {
3967       struct expr * expr;
3968
3969       /* Delete if entry has been made invalid.  */
3970       if (! ptr->invalid)
3971         {
3972           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
3973           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
3974
3975           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
3976                expr != NULL;
3977                expr = expr->next_same_hash)
3978             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
3979               break;
3980         }
3981       else
3982         expr = (struct expr *) 0;
3983
3984       if (expr)
3985         {
3986           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
3987           ptr->expr = expr;
3988           last = & ptr->next;
3989           ptr = ptr->next;
3990         }
3991       else
3992         {
3993           *last = ptr->next;
3994           pre_ldst_table.remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
3995           free_ldst_entry (ptr);
3996           ptr = * last;
3997         }
3998     }
3999
4000   /* Show the world what we've found.  */
4001   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
4002     print_ldst_list (dump_file);
4003 }
4004
4005 /* This routine will take an expression which we are replacing with
4006    a reaching register, and update any stores that are needed if
4007    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
4008    copying their SRC to the reaching register, and then storing
4009    the reaching register into the store location. These keeps the
4010    correct value in the reaching register for the loads.  */
4011
4012 static void
4013 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
4014 {
4015   struct ls_expr * mem_ptr;
4016
4017   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
4018     {
4019       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
4020          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
4021          dead and should be eliminated later.  */
4022
4023       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
4024          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
4025          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
4026          (set reg expr) in that insn.  */
4027       rtx list = mem_ptr->stores;
4028
4029       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
4030         {
4031           rtx insn = XEXP (list, 0);
4032           rtx pat = PATTERN (insn);
4033           rtx src = SET_SRC (pat);
4034           rtx reg = expr->reaching_reg;
4035           rtx copy;
4036
4037           /* If we've already copied it, continue.  */
4038           if (expr->reaching_reg == src)
4039             continue;
4040
4041           if (dump_file)
4042             {
4043               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
4044               print_rtl (dump_file, reg);
4045               fprintf (dump_file, ":\n  ");
4046               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
4047               fprintf (dump_file, "\n");
4048             }
4049
4050           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
4051           emit_insn_before (copy, insn);
4052           SET_SRC (pat) = reg;
4053           df_insn_rescan (insn);
4054
4055           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
4056           INSN_CODE (insn) = -1;
4057           gcse_create_count++;
4058         }
4059     }
4060 }
4061 \f
4062 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
4063    optimization about to be performed.  */
4064
4065 static bool
4066 is_too_expensive (const char *pass)
4067 {
4068   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4069      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4070      particularly useful.
4071
4072      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4073      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4074      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4075      threshold the number of blocks, uses something with a more
4076      graceful degradation.  */
4077   if (n_edges > 20000 + n_basic_blocks * 4)
4078     {
4079       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4080                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4081                pass, n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
4082
4083       return true;
4084     }
4085
4086   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
4087      storage it's better just to disable the optimization.  */
4088   if ((n_basic_blocks
4089        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4090        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4091     {
4092       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4093                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4094                pass, n_basic_blocks, max_reg_num ());
4095
4096       return true;
4097     }
4098
4099   return false;
4100 }
4101 \f
4102 /* All the passes implemented in this file.  Each pass has its
4103    own gate and execute function, and at the end of the file a
4104    pass definition for passes.c.
4105
4106    We do not construct an accurate cfg in functions which call
4107    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4108    setjmp.
4109    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4110
4111 static bool
4112 gate_rtl_pre (void)
4113 {
4114   return optimize > 0 && flag_gcse
4115     && !cfun->calls_setjmp
4116     && optimize_function_for_speed_p (cfun)
4117     && dbg_cnt (pre);
4118 }
4119
4120 static unsigned int
4121 execute_rtl_pre (void)
4122 {
4123   int changed;
4124   delete_unreachable_blocks ();
4125   df_analyze ();
4126   changed = one_pre_gcse_pass ();
4127   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4128   if (changed)
4129     cleanup_cfg (0);
4130   return 0;
4131 }
4132
4133 static bool
4134 gate_rtl_hoist (void)
4135 {
4136   return optimize > 0 && flag_gcse
4137     && !cfun->calls_setjmp
4138     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4139        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4140        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4141     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4142     && dbg_cnt (hoist);
4143 }
4144
4145 static unsigned int
4146 execute_rtl_hoist (void)
4147 {
4148   int changed;
4149   delete_unreachable_blocks ();
4150   df_analyze ();
4151   changed = one_code_hoisting_pass ();
4152   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4153   if (changed)
4154     cleanup_cfg (0);
4155   return 0;
4156 }
4157
4158 namespace {
4159
4160 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4161 {
4162   RTL_PASS, /* type */
4163   "rtl pre", /* name */
4164   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4165   true, /* has_gate */
4166   true, /* has_execute */
4167   TV_PRE, /* tv_id */
4168   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4169   0, /* properties_provided */
4170   0, /* properties_destroyed */
4171   0, /* todo_flags_start */
4172   ( TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing
4173     | TODO_verify_flow ), /* todo_flags_finish */
4174 };
4175
4176 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4177 {
4178 public:
4179   pass_rtl_pre(gcc::context *ctxt)
4180     : rtl_opt_pass(pass_data_rtl_pre, ctxt)
4181   {}
4182
4183   /* opt_pass methods: */
4184   bool gate () { return gate_rtl_pre (); }
4185   unsigned int execute () { return execute_rtl_pre (); }
4186
4187 }; // class pass_rtl_pre
4188
4189 } // anon namespace
4190
4191 rtl_opt_pass *
4192 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4193 {
4194   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4195 }
4196
4197 namespace {
4198
4199 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4200 {
4201   RTL_PASS, /* type */
4202   "hoist", /* name */
4203   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4204   true, /* has_gate */
4205   true, /* has_execute */
4206   TV_HOIST, /* tv_id */
4207   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4208   0, /* properties_provided */
4209   0, /* properties_destroyed */
4210   0, /* todo_flags_start */
4211   ( TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing
4212     | TODO_verify_flow ), /* todo_flags_finish */
4213 };
4214
4215 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4216 {
4217 public:
4218   pass_rtl_hoist(gcc::context *ctxt)
4219     : rtl_opt_pass(pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4220   {}
4221
4222   /* opt_pass methods: */
4223   bool gate () { return gate_rtl_hoist (); }
4224   unsigned int execute () { return execute_rtl_hoist (); }
4225
4226 }; // class pass_rtl_hoist
4227
4228 } // anon namespace
4229
4230 rtl_opt_pass *
4231 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4232 {
4233   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4234 }
4235
4236 #include "gt-gcse.h"