hash-table.h: Update comments.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / genrecog.c
1 /* Generate code from machine description to recognize rtl as insns.
2    Copyright (C) 1987-2015 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
7    under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9    any later version.
10
11    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
13    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
14    License 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
21 /* This program is used to produce insn-recog.c, which contains a
22    function called `recog' plus its subroutines.  These functions
23    contain a decision tree that recognizes whether an rtx, the
24    argument given to recog, is a valid instruction.
25
26    recog returns -1 if the rtx is not valid.  If the rtx is valid,
27    recog returns a nonnegative number which is the insn code number
28    for the pattern that matched.  This is the same as the order in the
29    machine description of the entry that matched.  This number can be
30    used as an index into various insn_* tables, such as insn_template,
31    insn_outfun, and insn_n_operands (found in insn-output.c).
32
33    The third argument to recog is an optional pointer to an int.  If
34    present, recog will accept a pattern if it matches except for
35    missing CLOBBER expressions at the end.  In that case, the value
36    pointed to by the optional pointer will be set to the number of
37    CLOBBERs that need to be added (it should be initialized to zero by
38    the caller).  If it is set nonzero, the caller should allocate a
39    PARALLEL of the appropriate size, copy the initial entries, and
40    call add_clobbers (found in insn-emit.c) to fill in the CLOBBERs.
41
42    This program also generates the function `split_insns', which
43    returns 0 if the rtl could not be split, or it returns the split
44    rtl as an INSN list.
45
46    This program also generates the function `peephole2_insns', which
47    returns 0 if the rtl could not be matched.  If there was a match,
48    the new rtl is returned in an INSN list, and LAST_INSN will point
49    to the last recognized insn in the old sequence.
50
51
52    At a high level, the algorithm used in this file is as follows:
53
54    1. Build up a decision tree for each routine, using the following
55       approach to matching an rtx:
56
57       - First determine the "shape" of the rtx, based on GET_CODE,
58         XVECLEN and XINT.  This phase examines SET_SRCs before SET_DESTs
59         since SET_SRCs tend to be more distinctive.  It examines other
60         operands in numerical order, since the canonicalization rules
61         prefer putting complex operands of commutative operators first.
62
63       - Next check modes and predicates.  This phase examines all
64         operands in numerical order, even for SETs, since the mode of a
65         SET_DEST is exact while the mode of a SET_SRC can be VOIDmode
66         for constant integers.
67
68       - Next check match_dups.
69
70       - Finally check the C condition and (where appropriate) pnum_clobbers.
71
72    2. Try to optimize the tree by removing redundant tests, CSEing tests,
73       folding tests together, etc.
74
75    3. Look for common subtrees and split them out into "pattern" routines.
76       These common subtrees can be identical or they can differ in mode,
77       code, or integer (usually an UNSPEC or UNSPEC_VOLATILE code).
78       In the latter case the users of the pattern routine pass the
79       appropriate mode, etc., as argument.  For example, if two patterns
80       contain:
81
82          (plus:SI (match_operand:SI 1 "register_operand")
83                   (match_operand:SI 2 "register_operand"))
84
85       we can split the associated matching code out into a subroutine.
86       If a pattern contains:
87
88          (minus:DI (match_operand:DI 1 "register_operand")
89                    (match_operand:DI 2 "register_operand"))
90
91       then we can consider using the same matching routine for both
92       the plus and minus expressions, passing PLUS and SImode in the
93       former case and MINUS and DImode in the latter case.
94
95       The main aim of this phase is to reduce the compile time of the
96       insn-recog.c code and to reduce the amount of object code in
97       insn-recog.o.
98
99    4. Split the matching trees into functions, trying to limit the
100       size of each function to a sensible amount.
101
102       Again, the main aim of this phase is to reduce the compile time
103       of insn-recog.c.  (It doesn't help with the size of insn-recog.o.)
104
105    5. Write out C++ code for each function.  */
106
107 #include "bconfig.h"
108 #include "system.h"
109 #include "coretypes.h"
110 #include "tm.h"
111 #include "rtl.h"
112 #include "errors.h"
113 #include "read-md.h"
114 #include "gensupport.h"
115 #include <algorithm>
116
117 #undef GENERATOR_FILE
118 enum true_rtx_doe {
119 #define DEF_RTL_EXPR(ENUM, NAME, FORMAT, CLASS) TRUE_##ENUM,
120 #include "rtl.def"
121 #undef DEF_RTL_EXPR
122   FIRST_GENERATOR_RTX_CODE
123 };
124 #define NUM_TRUE_RTX_CODE ((int) FIRST_GENERATOR_RTX_CODE)
125 #define GENERATOR_FILE 1
126
127 /* Debugging variables to control which optimizations are performed.
128    Note that disabling merge_states_p leads to very large output.  */
129 static const bool merge_states_p = true;
130 static const bool collapse_optional_decisions_p = true;
131 static const bool cse_tests_p = true;
132 static const bool simplify_tests_p = true;
133 static const bool use_operand_variables_p = true;
134 static const bool use_subroutines_p = true;
135 static const bool use_pattern_routines_p = true;
136
137 /* Whether to add comments for optional tests that we decided to keep.
138    Can be useful when debugging the generator itself but is noise when
139    debugging the generated code.  */
140 static const bool mark_optional_transitions_p = false;
141
142 /* Whether pattern routines should calculate positions relative to their
143    rtx parameter rather than use absolute positions.  This e.g. allows
144    a pattern routine to be shared between a plain SET and a PARALLEL
145    that includes a SET.
146
147    In principle it sounds like this should be useful, especially for
148    recog_for_combine, where the plain SET form is generated automatically
149    from a PARALLEL of a single SET and some CLOBBERs.  In practice it doesn't
150    seem to help much and leads to slightly bigger object files.  */
151 static const bool relative_patterns_p = false;
152
153 /* Whether pattern routines should be allowed to test whether pnum_clobbers
154    is null.  This requires passing pnum_clobbers around as a parameter.  */
155 static const bool pattern_have_num_clobbers_p = true;
156
157 /* Whether pattern routines should be allowed to test .md file C conditions.
158    This requires passing insn around as a parameter, in case the C
159    condition refers to it.  In practice this tends to lead to bigger
160    object files.  */
161 static const bool pattern_c_test_p = false;
162
163 /* Whether to require each parameter passed to a pattern routine to be
164    unique.  Disabling this check for example allows unary operators with
165    matching modes (like NEG) and unary operators with mismatched modes
166    (like ZERO_EXTEND) to be matched by a single pattern.  However, we then
167    often have cases where the same value is passed too many times.  */
168 static const bool force_unique_params_p = true;
169
170 /* The maximum (approximate) depth of block nesting that an individual
171    routine or subroutine should have.  This limit is about keeping the
172    output readable rather than reducing compile time.  */
173 static const unsigned int MAX_DEPTH = 6;
174
175 /* The minimum number of pseudo-statements that a state must have before
176    we split it out into a subroutine.  */
177 static const unsigned int MIN_NUM_STATEMENTS = 5;
178
179 /* The number of pseudo-statements a state can have before we consider
180    splitting out substates into subroutines.  This limit is about avoiding
181    compile-time problems with very big functions (and also about keeping
182    functions within --param optimization limits, etc.).  */
183 static const unsigned int MAX_NUM_STATEMENTS = 200;
184
185 /* The minimum number of pseudo-statements that can be used in a pattern
186    routine.  */
187 static const unsigned int MIN_COMBINE_COST = 4;
188
189 /* The maximum number of arguments that a pattern routine can have.
190    The idea is to prevent one pattern getting a ridiculous number of
191    arguments when it would be more beneficial to have a separate pattern
192    routine instead.  */
193 static const unsigned int MAX_PATTERN_PARAMS = 5;
194
195 /* The maximum operand number plus one.  */
196 int num_operands;
197
198 /* Ways of obtaining an rtx to be tested.  */
199 enum position_type {
200   /* PATTERN (peep2_next_insn (ARG)).  */
201   POS_PEEP2_INSN,
202
203   /* XEXP (BASE, ARG).  */
204   POS_XEXP,
205
206   /* XVECEXP (BASE, 0, ARG).  */
207   POS_XVECEXP0
208 };
209
210 /* The position of an rtx relative to X0.  Each useful position is
211    represented by exactly one instance of this structure.  */
212 struct position
213 {
214   /* The parent rtx.  This is the root position for POS_PEEP2_INSNs.  */
215   struct position *base;
216
217   /* A position with the same BASE and TYPE, but with the next value
218      of ARG.  */
219   struct position *next;
220
221   /* A list of all POS_XEXP positions that use this one as their base,
222      chained by NEXT fields.  The first entry represents XEXP (this, 0),
223      the second represents XEXP (this, 1), and so on.  */
224   struct position *xexps;
225
226   /* A list of POS_XVECEXP0 positions that use this one as their base,
227      chained by NEXT fields.  The first entry represents XVECEXP (this, 0, 0),
228      the second represents XVECEXP (this, 0, 1), and so on.  */
229   struct position *xvecexp0s;
230
231   /* The type of position.  */
232   enum position_type type;
233
234   /* The argument to TYPE (shown as ARG in the position_type comments).  */
235   int arg;
236
237   /* The instruction to which the position belongs.  */
238   unsigned int insn_id;
239
240   /* The depth of this position relative to the instruction pattern.
241      E.g. if the instruction pattern is a SET, the SET itself has a
242      depth of 0 while the SET_DEST and SET_SRC have depths of 1.  */
243   unsigned int depth;
244
245   /* A unique identifier for this position.  */
246   unsigned int id;
247 };
248
249 enum routine_type {
250   SUBPATTERN, RECOG, SPLIT, PEEPHOLE2
251 };
252
253 /* Next number to use as an insn_code.  */
254 static int next_insn_code;
255
256 /* The line number of the start of the pattern currently being processed.  */
257 static int pattern_lineno;
258
259 /* The root position (x0).  */
260 static struct position root_pos;
261
262 /* The number of positions created.  Also one higher than the maximum
263    position id.  */
264 static unsigned int num_positions = 1;
265
266 /* A list of all POS_PEEP2_INSNs.  The entry for insn 0 is the root position,
267    since we are given that instruction's pattern as x0.  */
268 static struct position *peep2_insn_pos_list = &root_pos;
269 \f
270 /* Return a position with the given BASE, TYPE and ARG.  NEXT_PTR
271    points to where the unique object that represents the position
272    should be stored.  Create the object if it doesn't already exist,
273    otherwise reuse the object that is already there.  */
274
275 static struct position *
276 next_position (struct position **next_ptr, struct position *base,
277                enum position_type type, int arg)
278 {
279   struct position *pos;
280
281   pos = *next_ptr;
282   if (!pos)
283     {
284       pos = XCNEW (struct position);
285       pos->type = type;
286       pos->arg = arg;
287       if (type == POS_PEEP2_INSN)
288         {
289           pos->base = 0;
290           pos->insn_id = arg;
291           pos->depth = base->depth;
292         }
293       else
294         {
295           pos->base = base;
296           pos->insn_id = base->insn_id;
297           pos->depth = base->depth + 1;
298         }
299       pos->id = num_positions++;
300       *next_ptr = pos;
301     }
302   return pos;
303 }
304
305 /* Compare positions POS1 and POS2 lexicographically.  */
306
307 static int
308 compare_positions (struct position *pos1, struct position *pos2)
309 {
310   int diff;
311
312   diff = pos1->depth - pos2->depth;
313   if (diff < 0)
314     do
315       pos2 = pos2->base;
316     while (pos1->depth != pos2->depth);
317   else if (diff > 0)
318     do
319       pos1 = pos1->base;
320     while (pos1->depth != pos2->depth);
321   while (pos1 != pos2)
322     {
323       diff = (int) pos1->type - (int) pos2->type;
324       if (diff == 0)
325         diff = pos1->arg - pos2->arg;
326       pos1 = pos1->base;
327       pos2 = pos2->base;
328     }
329   return diff;
330 }
331
332 /* Return the most deeply-nested position that is common to both
333    POS1 and POS2.  If the positions are from different instructions,
334    return the one with the lowest insn_id.  */
335
336 static struct position *
337 common_position (struct position *pos1, struct position *pos2)
338 {
339   if (pos1->insn_id != pos2->insn_id)
340     return pos1->insn_id < pos2->insn_id ? pos1 : pos2;
341   if (pos1->depth > pos2->depth)
342     std::swap (pos1, pos2);
343   while (pos1->depth != pos2->depth)
344     pos2 = pos2->base;
345   while (pos1 != pos2)
346     {
347       pos1 = pos1->base;
348       pos2 = pos2->base;
349     }
350   return pos1;
351 }
352 \f
353 /* Search for and return operand N, stop when reaching node STOP.  */
354
355 static rtx
356 find_operand (rtx pattern, int n, rtx stop)
357 {
358   const char *fmt;
359   RTX_CODE code;
360   int i, j, len;
361   rtx r;
362
363   if (pattern == stop)
364     return stop;
365
366   code = GET_CODE (pattern);
367   if ((code == MATCH_SCRATCH
368        || code == MATCH_OPERAND
369        || code == MATCH_OPERATOR
370        || code == MATCH_PARALLEL)
371       && XINT (pattern, 0) == n)
372     return pattern;
373
374   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
375   len = GET_RTX_LENGTH (code);
376   for (i = 0; i < len; i++)
377     {
378       switch (fmt[i])
379         {
380         case 'e': case 'u':
381           if ((r = find_operand (XEXP (pattern, i), n, stop)) != NULL_RTX)
382             return r;
383           break;
384
385         case 'V':
386           if (! XVEC (pattern, i))
387             break;
388           /* Fall through.  */
389
390         case 'E':
391           for (j = 0; j < XVECLEN (pattern, i); j++)
392             if ((r = find_operand (XVECEXP (pattern, i, j), n, stop))
393                 != NULL_RTX)
394               return r;
395           break;
396
397         case 'i': case 'r': case 'w': case '0': case 's':
398           break;
399
400         default:
401           gcc_unreachable ();
402         }
403     }
404
405   return NULL;
406 }
407
408 /* Search for and return operand M, such that it has a matching
409    constraint for operand N.  */
410
411 static rtx
412 find_matching_operand (rtx pattern, int n)
413 {
414   const char *fmt;
415   RTX_CODE code;
416   int i, j, len;
417   rtx r;
418
419   code = GET_CODE (pattern);
420   if (code == MATCH_OPERAND
421       && (XSTR (pattern, 2)[0] == '0' + n
422           || (XSTR (pattern, 2)[0] == '%'
423               && XSTR (pattern, 2)[1] == '0' + n)))
424     return pattern;
425
426   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
427   len = GET_RTX_LENGTH (code);
428   for (i = 0; i < len; i++)
429     {
430       switch (fmt[i])
431         {
432         case 'e': case 'u':
433           if ((r = find_matching_operand (XEXP (pattern, i), n)))
434             return r;
435           break;
436
437         case 'V':
438           if (! XVEC (pattern, i))
439             break;
440           /* Fall through.  */
441
442         case 'E':
443           for (j = 0; j < XVECLEN (pattern, i); j++)
444             if ((r = find_matching_operand (XVECEXP (pattern, i, j), n)))
445               return r;
446           break;
447
448         case 'i': case 'r': case 'w': case '0': case 's':
449           break;
450
451         default:
452           gcc_unreachable ();
453         }
454     }
455
456   return NULL;
457 }
458
459 /* In DEFINE_EXPAND, DEFINE_SPLIT, and DEFINE_PEEPHOLE2, we
460    don't use the MATCH_OPERAND constraint, only the predicate.
461    This is confusing to folks doing new ports, so help them
462    not make the mistake.  */
463
464 static bool
465 constraints_supported_in_insn_p (rtx insn)
466 {
467   return !(GET_CODE (insn) == DEFINE_EXPAND
468            || GET_CODE (insn) == DEFINE_SPLIT
469            || GET_CODE (insn) == DEFINE_PEEPHOLE2);
470 }
471
472 /* Check for various errors in patterns.  SET is nonnull for a destination,
473    and is the complete set pattern.  SET_CODE is '=' for normal sets, and
474    '+' within a context that requires in-out constraints.  */
475
476 static void
477 validate_pattern (rtx pattern, rtx insn, rtx set, int set_code)
478 {
479   const char *fmt;
480   RTX_CODE code;
481   size_t i, len;
482   int j;
483
484   code = GET_CODE (pattern);
485   switch (code)
486     {
487     case MATCH_SCRATCH:
488       {
489         const char constraints0 = XSTR (pattern, 1)[0];
490
491         if (!constraints_supported_in_insn_p (insn))
492           {
493             if (constraints0)
494               {
495                 error_with_line (pattern_lineno,
496                                  "constraints not supported in %s",
497                                  rtx_name[GET_CODE (insn)]);
498               }
499             return;
500           }
501
502         /* If a MATCH_SCRATCH is used in a context requiring an write-only
503            or read/write register, validate that.  */
504         if (set_code == '='
505             && constraints0
506             && constraints0 != '='
507             && constraints0 != '+')
508           {
509             error_with_line (pattern_lineno,
510                              "operand %d missing output reload",
511                              XINT (pattern, 0));
512           }
513         return;
514       }
515     case MATCH_DUP:
516     case MATCH_OP_DUP:
517     case MATCH_PAR_DUP:
518       if (find_operand (insn, XINT (pattern, 0), pattern) == pattern)
519         error_with_line (pattern_lineno,
520                          "operand %i duplicated before defined",
521                          XINT (pattern, 0));
522       break;
523     case MATCH_OPERAND:
524     case MATCH_OPERATOR:
525       {
526         const char *pred_name = XSTR (pattern, 1);
527         const struct pred_data *pred;
528         const char *c_test;
529
530         if (GET_CODE (insn) == DEFINE_INSN)
531           c_test = XSTR (insn, 2);
532         else
533           c_test = XSTR (insn, 1);
534
535         if (pred_name[0] != 0)
536           {
537             pred = lookup_predicate (pred_name);
538             if (!pred)
539               error_with_line (pattern_lineno, "unknown predicate '%s'",
540                                pred_name);
541           }
542         else
543           pred = 0;
544
545         if (code == MATCH_OPERAND)
546           {
547             const char *constraints = XSTR (pattern, 2);
548             const char constraints0 = constraints[0];
549
550             if (!constraints_supported_in_insn_p (insn))
551               {
552                 if (constraints0)
553                   {
554                     error_with_line (pattern_lineno,
555                                      "constraints not supported in %s",
556                                      rtx_name[GET_CODE (insn)]);
557                   }
558               }
559
560             /* A MATCH_OPERAND that is a SET should have an output reload.  */
561             else if (set && constraints0)
562               {
563                 if (set_code == '+')
564                   {
565                     if (constraints0 == '+')
566                       ;
567                     /* If we've only got an output reload for this operand,
568                        we'd better have a matching input operand.  */
569                     else if (constraints0 == '='
570                              && find_matching_operand (insn, XINT (pattern, 0)))
571                       ;
572                     else
573                       error_with_line (pattern_lineno,
574                                        "operand %d missing in-out reload",
575                                        XINT (pattern, 0));
576                   }
577                 else if (constraints0 != '=' && constraints0 != '+')
578                   error_with_line (pattern_lineno,
579                                    "operand %d missing output reload",
580                                    XINT (pattern, 0));
581               }
582
583             /* For matching constraint in MATCH_OPERAND, the digit must be a
584                smaller number than the number of the operand that uses it in the
585                constraint.  */
586             while (1)
587               {
588                 while (constraints[0]
589                        && (constraints[0] == ' ' || constraints[0] == ','))
590                   constraints++;
591                 if (!constraints[0])
592                   break;
593
594                 if (constraints[0] >= '0' && constraints[0] <= '9')
595                   {
596                     int val;
597
598                     sscanf (constraints, "%d", &val);
599                     if (val >= XINT (pattern, 0))
600                       error_with_line (pattern_lineno,
601                                        "constraint digit %d is not smaller than"
602                                        " operand %d",
603                                        val, XINT (pattern, 0));
604                   }
605
606                 while (constraints[0] && constraints[0] != ',')
607                   constraints++;
608               }
609           }
610
611         /* Allowing non-lvalues in destinations -- particularly CONST_INT --
612            while not likely to occur at runtime, results in less efficient
613            code from insn-recog.c.  */
614         if (set && pred && pred->allows_non_lvalue)
615           error_with_line (pattern_lineno,
616                            "destination operand %d allows non-lvalue",
617                            XINT (pattern, 0));
618
619         /* A modeless MATCH_OPERAND can be handy when we can check for
620            multiple modes in the c_test.  In most other cases, it is a
621            mistake.  Only DEFINE_INSN is eligible, since SPLIT and
622            PEEP2 can FAIL within the output pattern.  Exclude special
623            predicates, which check the mode themselves.  Also exclude
624            predicates that allow only constants.  Exclude the SET_DEST
625            of a call instruction, as that is a common idiom.  */
626
627         if (GET_MODE (pattern) == VOIDmode
628             && code == MATCH_OPERAND
629             && GET_CODE (insn) == DEFINE_INSN
630             && pred
631             && !pred->special
632             && pred->allows_non_const
633             && strstr (c_test, "operands") == NULL
634             && ! (set
635                   && GET_CODE (set) == SET
636                   && GET_CODE (SET_SRC (set)) == CALL))
637           message_with_line (pattern_lineno,
638                              "warning: operand %d missing mode?",
639                              XINT (pattern, 0));
640         return;
641       }
642
643     case SET:
644       {
645         machine_mode dmode, smode;
646         rtx dest, src;
647
648         dest = SET_DEST (pattern);
649         src = SET_SRC (pattern);
650
651         /* STRICT_LOW_PART is a wrapper.  Its argument is the real
652            destination, and it's mode should match the source.  */
653         if (GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
654           dest = XEXP (dest, 0);
655
656         /* Find the referent for a DUP.  */
657
658         if (GET_CODE (dest) == MATCH_DUP
659             || GET_CODE (dest) == MATCH_OP_DUP
660             || GET_CODE (dest) == MATCH_PAR_DUP)
661           dest = find_operand (insn, XINT (dest, 0), NULL);
662
663         if (GET_CODE (src) == MATCH_DUP
664             || GET_CODE (src) == MATCH_OP_DUP
665             || GET_CODE (src) == MATCH_PAR_DUP)
666           src = find_operand (insn, XINT (src, 0), NULL);
667
668         dmode = GET_MODE (dest);
669         smode = GET_MODE (src);
670
671         /* The mode of an ADDRESS_OPERAND is the mode of the memory
672            reference, not the mode of the address.  */
673         if (GET_CODE (src) == MATCH_OPERAND
674             && ! strcmp (XSTR (src, 1), "address_operand"))
675           ;
676
677         /* The operands of a SET must have the same mode unless one
678            is VOIDmode.  */
679         else if (dmode != VOIDmode && smode != VOIDmode && dmode != smode)
680           error_with_line (pattern_lineno,
681                            "mode mismatch in set: %smode vs %smode",
682                            GET_MODE_NAME (dmode), GET_MODE_NAME (smode));
683
684         /* If only one of the operands is VOIDmode, and PC or CC0 is
685            not involved, it's probably a mistake.  */
686         else if (dmode != smode
687                  && GET_CODE (dest) != PC
688                  && GET_CODE (dest) != CC0
689                  && GET_CODE (src) != PC
690                  && GET_CODE (src) != CC0
691                  && !CONST_INT_P (src)
692                  && !CONST_WIDE_INT_P (src)
693                  && GET_CODE (src) != CALL)
694           {
695             const char *which;
696             which = (dmode == VOIDmode ? "destination" : "source");
697             message_with_line (pattern_lineno,
698                                "warning: %s missing a mode?", which);
699           }
700
701         if (dest != SET_DEST (pattern))
702           validate_pattern (dest, insn, pattern, '=');
703         validate_pattern (SET_DEST (pattern), insn, pattern, '=');
704         validate_pattern (SET_SRC (pattern), insn, NULL_RTX, 0);
705         return;
706       }
707
708     case CLOBBER:
709       validate_pattern (SET_DEST (pattern), insn, pattern, '=');
710       return;
711
712     case ZERO_EXTRACT:
713       validate_pattern (XEXP (pattern, 0), insn, set, set ? '+' : 0);
714       validate_pattern (XEXP (pattern, 1), insn, NULL_RTX, 0);
715       validate_pattern (XEXP (pattern, 2), insn, NULL_RTX, 0);
716       return;
717
718     case STRICT_LOW_PART:
719       validate_pattern (XEXP (pattern, 0), insn, set, set ? '+' : 0);
720       return;
721
722     case LABEL_REF:
723       if (GET_MODE (LABEL_REF_LABEL (pattern)) != VOIDmode)
724         error_with_line (pattern_lineno,
725                          "operand to label_ref %smode not VOIDmode",
726                          GET_MODE_NAME (GET_MODE (LABEL_REF_LABEL (pattern))));
727       break;
728
729     default:
730       break;
731     }
732
733   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
734   len = GET_RTX_LENGTH (code);
735   for (i = 0; i < len; i++)
736     {
737       switch (fmt[i])
738         {
739         case 'e': case 'u':
740           validate_pattern (XEXP (pattern, i), insn, NULL_RTX, 0);
741           break;
742
743         case 'E':
744           for (j = 0; j < XVECLEN (pattern, i); j++)
745             validate_pattern (XVECEXP (pattern, i, j), insn, NULL_RTX, 0);
746           break;
747
748         case 'i': case 'r': case 'w': case '0': case 's':
749           break;
750
751         default:
752           gcc_unreachable ();
753         }
754     }
755 }
756 \f
757 /* Simple list structure for items of type T, for use when being part
758    of a list is an inherent property of T.  T must have members equivalent
759    to "T *prev, *next;" and a function "void set_parent (list_head <T> *)"
760    to set the parent list.  */
761 template <typename T>
762 struct list_head
763 {
764   /* A range of linked items.  */
765   struct range
766   {
767     range (T *);
768     range (T *, T *);
769
770     T *start, *end;
771     void set_parent (list_head *);
772   };
773
774   list_head ();
775   range release ();
776   void push_back (range);
777   range remove (range);
778   void replace (range, range);
779   T *singleton () const;
780
781   T *first, *last;
782 };
783
784 /* Create a range [START_IN, START_IN].  */
785
786 template <typename T>
787 list_head <T>::range::range (T *start_in) : start (start_in), end (start_in) {}
788
789 /* Create a range [START_IN, END_IN], linked by next and prev fields.  */
790
791 template <typename T>
792 list_head <T>::range::range (T *start_in, T *end_in)
793   : start (start_in), end (end_in) {}
794
795 template <typename T>
796 void
797 list_head <T>::range::set_parent (list_head <T> *owner)
798 {
799   for (T *item = start; item != end; item = item->next)
800     item->set_parent (owner);
801   end->set_parent (owner);
802 }
803
804 template <typename T>
805 list_head <T>::list_head () : first (0), last (0) {}
806
807 /* Add R to the end of the list.  */
808
809 template <typename T>
810 void
811 list_head <T>::push_back (range r)
812 {
813   if (last)
814     last->next = r.start;
815   else
816     first = r.start;
817   r.start->prev = last;
818   last = r.end;
819   r.set_parent (this);
820 }
821
822 /* Remove R from the list.  R remains valid and can be inserted into
823    other lists.  */
824
825 template <typename T>
826 typename list_head <T>::range
827 list_head <T>::remove (range r)
828 {
829   if (r.start->prev)
830     r.start->prev->next = r.end->next;
831   else
832     first = r.end->next;
833   if (r.end->next)
834     r.end->next->prev = r.start->prev;
835   else
836     last = r.start->prev;
837   r.start->prev = 0;
838   r.end->next = 0;
839   r.set_parent (0);
840   return r;
841 }
842
843 /* Replace OLDR with NEWR.  OLDR remains valid and can be inserted into
844    other lists.  */
845
846 template <typename T>
847 void
848 list_head <T>::replace (range oldr, range newr)
849 {
850   newr.start->prev = oldr.start->prev;
851   newr.end->next = oldr.end->next;
852
853   oldr.start->prev = 0;
854   oldr.end->next = 0;
855   oldr.set_parent (0);
856
857   if (newr.start->prev)
858     newr.start->prev->next = newr.start;
859   else
860     first = newr.start;
861   if (newr.end->next)
862     newr.end->next->prev = newr.end;
863   else
864     last = newr.end;
865   newr.set_parent (this);
866 }
867
868 /* Empty the list and return the previous contents as a range that can
869    be inserted into other lists.  */
870
871 template <typename T>
872 typename list_head <T>::range
873 list_head <T>::release ()
874 {
875   range r (first, last);
876   first = 0;
877   last = 0;
878   r.set_parent (0);
879   return r;
880 }
881
882 /* If the list contains a single item, return that item, otherwise return
883    null.  */
884
885 template <typename T>
886 T *
887 list_head <T>::singleton () const
888 {
889   return first == last ? first : 0;
890 }
891 \f
892 struct state;
893
894 /* Describes a possible successful return from a routine.  */
895 struct acceptance_type
896 {
897   /* The type of routine we're returning from.  */
898   routine_type type : 16;
899
900   /* True if this structure only really represents a partial match,
901      and if we must call a subroutine of type TYPE to complete the match.
902      In this case we'll call the subroutine and, if it succeeds, return
903      whatever the subroutine returned.
904
905      False if this structure presents a full match.  */
906   unsigned int partial_p : 1;
907
908   union
909   {
910     /* If PARTIAL_P, this is the number of the subroutine to call.  */
911     int subroutine_id;
912
913     /* Valid if !PARTIAL_P.  */
914     struct
915     {
916       /* The identifier of the matching pattern.  For SUBPATTERNs this
917          value belongs to an ad-hoc routine-specific enum.  For the
918          others it's the number of an .md file pattern.  */
919       int code;
920       union
921       {
922         /* For RECOG, the number of clobbers that must be added to the
923            pattern in order for it to match CODE.  */
924         int num_clobbers;
925
926         /* For PEEPHOLE2, the number of additional instructions that were
927            included in the optimization.  */
928         int match_len;
929       } u;
930     } full;
931   } u;
932 };
933
934 bool
935 operator == (const acceptance_type &a, const acceptance_type &b)
936 {
937   if (a.partial_p != b.partial_p)
938     return false;
939   if (a.partial_p)
940     return a.u.subroutine_id == b.u.subroutine_id;
941   else
942     return a.u.full.code == b.u.full.code;
943 }
944
945 bool
946 operator != (const acceptance_type &a, const acceptance_type &b)
947 {
948   return !operator == (a, b);
949 }
950
951 /* Represents a parameter to a pattern routine.  */
952 struct parameter
953 {
954   /* The C type of parameter.  */
955   enum type_enum {
956     /* Represents an invalid parameter.  */
957     UNSET,
958
959     /* A machine_mode parameter.  */
960     MODE,
961
962     /* An rtx_code parameter.  */
963     CODE,
964
965     /* An int parameter.  */
966     INT,
967
968     /* An unsigned int parameter.  */
969     UINT,
970
971     /* A HOST_WIDE_INT parameter.  */
972     WIDE_INT
973   };
974
975   parameter ();
976   parameter (type_enum, bool, uint64_t);
977
978   /* The type of the parameter.  */
979   type_enum type;
980
981   /* True if the value passed is variable, false if it is constant.  */
982   bool is_param;
983
984   /* If IS_PARAM, this is the number of the variable passed, for an "i%d"
985      format string.  If !IS_PARAM, this is the constant value passed.  */
986   uint64_t value;
987 };
988
989 parameter::parameter ()
990   : type (UNSET), is_param (false), value (0) {}
991
992 parameter::parameter (type_enum type_in, bool is_param_in, uint64_t value_in)
993   : type (type_in), is_param (is_param_in), value (value_in) {}
994
995 bool
996 operator == (const parameter &param1, const parameter &param2)
997 {
998   return (param1.type == param2.type
999           && param1.is_param == param2.is_param
1000           && param1.value == param2.value);
1001 }
1002
1003 bool
1004 operator != (const parameter &param1, const parameter &param2)
1005 {
1006   return !operator == (param1, param2);
1007 }
1008
1009 /* Represents a routine that matches a partial rtx pattern, returning
1010    an ad-hoc enum value on success and -1 on failure.  The routine can
1011    be used by any subroutine type.  The match can be parameterized by
1012    things like mode, code and UNSPEC number.  */
1013 struct pattern_routine
1014 {
1015   /* The state that implements the pattern.  */
1016   state *s;
1017
1018   /* The deepest root position from which S can access all the rtxes it needs.
1019      This is NULL if the pattern doesn't need an rtx input, usually because
1020      all matching is done on operands[] instead.  */
1021   position *pos;
1022
1023   /* A unique identifier for the routine.  */
1024   unsigned int pattern_id;
1025
1026   /* True if the routine takes pnum_clobbers as argument.  */
1027   bool pnum_clobbers_p;
1028
1029   /* True if the routine takes the enclosing instruction as argument.  */
1030   bool insn_p;
1031
1032   /* The types of the other parameters to the routine, if any.  */
1033   auto_vec <parameter::type_enum, MAX_PATTERN_PARAMS> param_types;
1034 };
1035
1036 /* All defined patterns.  */
1037 static vec <pattern_routine *> patterns;
1038
1039 /* Represents one use of a pattern routine.  */
1040 struct pattern_use
1041 {
1042   /* The pattern routine to use.  */
1043   pattern_routine *routine;
1044
1045   /* The values to pass as parameters.  This vector has the same length
1046      as ROUTINE->PARAM_TYPES.  */
1047   auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> params;
1048 };
1049
1050 /* Represents a test performed by a decision.  */
1051 struct rtx_test
1052 {
1053   rtx_test ();
1054
1055   /* The types of test that can be performed.  Most of them take as input
1056      an rtx X.  Some also take as input a transition label LABEL; the others
1057      are booleans for which the transition label is always "true".
1058
1059      The order of the enum isn't important.  */
1060   enum kind_enum {
1061     /* Check GET_CODE (X) == LABEL.  */
1062     CODE,
1063
1064     /* Check GET_MODE (X) == LABEL.  */
1065     MODE,
1066
1067     /* Check REGNO (X) == LABEL.  */
1068     REGNO_FIELD,
1069
1070     /* Check XINT (X, u.opno) == LABEL.  */
1071     INT_FIELD,
1072
1073     /* Check XWINT (X, u.opno) == LABEL.  */
1074     WIDE_INT_FIELD,
1075
1076     /* Check XVECLEN (X, 0) == LABEL.  */
1077     VECLEN,
1078
1079     /* Check peep2_current_count >= u.min_len.  */
1080     PEEP2_COUNT,
1081
1082     /* Check XVECLEN (X, 0) >= u.min_len.  */
1083     VECLEN_GE,
1084
1085     /* Check whether X is a cached const_int with value u.integer.  */
1086     SAVED_CONST_INT,
1087
1088     /* Check u.predicate.data (X, u.predicate.mode).  */
1089     PREDICATE,
1090
1091     /* Check rtx_equal_p (X, operands[u.opno]).  */
1092     DUPLICATE,
1093
1094     /* Check whether X matches pattern u.pattern.  */
1095     PATTERN,
1096
1097     /* Check whether pnum_clobbers is nonnull (RECOG only).  */
1098     HAVE_NUM_CLOBBERS,
1099
1100     /* Check whether general C test u.string holds.  In general the condition
1101        needs access to "insn" and the full operand list.  */
1102     C_TEST,
1103
1104     /* Execute operands[u.opno] = X.  (Always succeeds.)  */
1105     SET_OP,
1106
1107     /* Accept u.acceptance.  Always succeeds for SUBPATTERN, RECOG and SPLIT.
1108        May fail for PEEPHOLE2 if the define_peephole2 C code executes FAIL.  */
1109     ACCEPT
1110   };
1111
1112   /* The position of rtx X in the above description, relative to the
1113      incoming instruction "insn".  The position is null if the test
1114      doesn't take an X as input.  */
1115   position *pos;
1116
1117   /* Which element of operands[] already contains POS, or -1 if no element
1118      is known to hold POS.  */
1119   int pos_operand;
1120
1121   /* The type of test and its parameters, as described above.  */
1122   kind_enum kind;
1123   union
1124   {
1125     int opno;
1126     int min_len;
1127     struct
1128     {
1129       bool is_param;
1130       int value;
1131     } integer;
1132     struct
1133     {
1134       const struct pred_data *data;
1135       /* True if the mode is taken from a machine_mode parameter
1136          to the routine rather than a constant machine_mode.  If true,
1137          MODE is the number of the parameter (for an "i%d" format string),
1138          otherwise it is the mode itself.  */
1139       bool mode_is_param;
1140       unsigned int mode;
1141     } predicate;
1142     pattern_use *pattern;
1143     const char *string;
1144     acceptance_type acceptance;
1145   } u;
1146
1147   static rtx_test code (position *);
1148   static rtx_test mode (position *);
1149   static rtx_test regno_field (position *);
1150   static rtx_test int_field (position *, int);
1151   static rtx_test wide_int_field (position *, int);
1152   static rtx_test veclen (position *);
1153   static rtx_test peep2_count (int);
1154   static rtx_test veclen_ge (position *, int);
1155   static rtx_test predicate (position *, const pred_data *, machine_mode);
1156   static rtx_test duplicate (position *, int);
1157   static rtx_test pattern (position *, pattern_use *);
1158   static rtx_test have_num_clobbers ();
1159   static rtx_test c_test (const char *);
1160   static rtx_test set_op (position *, int);
1161   static rtx_test accept (const acceptance_type &);
1162
1163   bool terminal_p () const;
1164   bool single_outcome_p () const;
1165
1166 private:
1167   rtx_test (position *, kind_enum);
1168 };
1169
1170 rtx_test::rtx_test () {}
1171
1172 rtx_test::rtx_test (position *pos_in, kind_enum kind_in)
1173   : pos (pos_in), pos_operand (-1), kind (kind_in) {}
1174
1175 rtx_test
1176 rtx_test::code (position *pos)
1177 {
1178   return rtx_test (pos, rtx_test::CODE);
1179 }
1180
1181 rtx_test
1182 rtx_test::mode (position *pos)
1183 {
1184   return rtx_test (pos, rtx_test::MODE);
1185 }
1186
1187 rtx_test
1188 rtx_test::regno_field (position *pos)
1189 {
1190   rtx_test res (pos, rtx_test::REGNO_FIELD);
1191   return res;
1192 }
1193
1194 rtx_test
1195 rtx_test::int_field (position *pos, int opno)
1196 {
1197   rtx_test res (pos, rtx_test::INT_FIELD);
1198   res.u.opno = opno;
1199   return res;
1200 }
1201
1202 rtx_test
1203 rtx_test::wide_int_field (position *pos, int opno)
1204 {
1205   rtx_test res (pos, rtx_test::WIDE_INT_FIELD);
1206   res.u.opno = opno;
1207   return res;
1208 }
1209
1210 rtx_test
1211 rtx_test::veclen (position *pos)
1212 {
1213   return rtx_test (pos, rtx_test::VECLEN);
1214 }
1215
1216 rtx_test
1217 rtx_test::peep2_count (int min_len)
1218 {
1219   rtx_test res (0, rtx_test::PEEP2_COUNT);
1220   res.u.min_len = min_len;
1221   return res;
1222 }
1223
1224 rtx_test
1225 rtx_test::veclen_ge (position *pos, int min_len)
1226 {
1227   rtx_test res (pos, rtx_test::VECLEN_GE);
1228   res.u.min_len = min_len;
1229   return res;
1230 }
1231
1232 rtx_test
1233 rtx_test::predicate (position *pos, const struct pred_data *data,
1234                      machine_mode mode)
1235 {
1236   rtx_test res (pos, rtx_test::PREDICATE);
1237   res.u.predicate.data = data;
1238   res.u.predicate.mode_is_param = false;
1239   res.u.predicate.mode = mode;
1240   return res;
1241 }
1242
1243 rtx_test
1244 rtx_test::duplicate (position *pos, int opno)
1245 {
1246   rtx_test res (pos, rtx_test::DUPLICATE);
1247   res.u.opno = opno;
1248   return res;
1249 }
1250
1251 rtx_test
1252 rtx_test::pattern (position *pos, pattern_use *pattern)
1253 {
1254   rtx_test res (pos, rtx_test::PATTERN);
1255   res.u.pattern = pattern;
1256   return res;
1257 }
1258
1259 rtx_test
1260 rtx_test::have_num_clobbers ()
1261 {
1262   return rtx_test (0, rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS);
1263 }
1264
1265 rtx_test
1266 rtx_test::c_test (const char *string)
1267 {
1268   rtx_test res (0, rtx_test::C_TEST);
1269   res.u.string = string;
1270   return res;
1271 }
1272
1273 rtx_test
1274 rtx_test::set_op (position *pos, int opno)
1275 {
1276   rtx_test res (pos, rtx_test::SET_OP);
1277   res.u.opno = opno;
1278   return res;
1279 }
1280
1281 rtx_test
1282 rtx_test::accept (const acceptance_type &acceptance)
1283 {
1284   rtx_test res (0, rtx_test::ACCEPT);
1285   res.u.acceptance = acceptance;
1286   return res;
1287 }
1288
1289 /* Return true if the test represents an unconditionally successful match.  */
1290
1291 bool
1292 rtx_test::terminal_p () const
1293 {
1294   return kind == rtx_test::ACCEPT && u.acceptance.type != PEEPHOLE2;
1295 }
1296
1297 /* Return true if the test is a boolean that is always true.  */
1298
1299 bool
1300 rtx_test::single_outcome_p () const
1301 {
1302   return terminal_p () || kind == rtx_test::SET_OP;
1303 }
1304
1305 bool
1306 operator == (const rtx_test &a, const rtx_test &b)
1307 {
1308   if (a.pos != b.pos || a.kind != b.kind)
1309     return false;
1310   switch (a.kind)
1311     {
1312     case rtx_test::CODE:
1313     case rtx_test::MODE:
1314     case rtx_test::REGNO_FIELD:
1315     case rtx_test::VECLEN:
1316     case rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS:
1317       return true;
1318
1319     case rtx_test::PEEP2_COUNT:
1320     case rtx_test::VECLEN_GE:
1321       return a.u.min_len == b.u.min_len;
1322
1323     case rtx_test::INT_FIELD:
1324     case rtx_test::WIDE_INT_FIELD:
1325     case rtx_test::DUPLICATE:
1326     case rtx_test::SET_OP:
1327       return a.u.opno == b.u.opno;
1328
1329     case rtx_test::SAVED_CONST_INT:
1330       return (a.u.integer.is_param == b.u.integer.is_param
1331               && a.u.integer.value == b.u.integer.value);
1332
1333     case rtx_test::PREDICATE:
1334       return (a.u.predicate.data == b.u.predicate.data
1335               && a.u.predicate.mode_is_param == b.u.predicate.mode_is_param
1336               && a.u.predicate.mode == b.u.predicate.mode);
1337
1338     case rtx_test::PATTERN:
1339       return (a.u.pattern->routine == b.u.pattern->routine
1340               && a.u.pattern->params == b.u.pattern->params);
1341
1342     case rtx_test::C_TEST:
1343       return strcmp (a.u.string, b.u.string) == 0;
1344
1345     case rtx_test::ACCEPT:
1346       return a.u.acceptance == b.u.acceptance;
1347     }
1348   gcc_unreachable ();
1349 }
1350
1351 bool
1352 operator != (const rtx_test &a, const rtx_test &b)
1353 {
1354   return !operator == (a, b);
1355 }
1356
1357 /* A simple set of transition labels.  Most transitions have a singleton
1358    label, so try to make that case as efficient as possible.  */
1359 struct int_set : public auto_vec <uint64_t, 1>
1360 {
1361   typedef uint64_t *iterator;
1362
1363   int_set ();
1364   int_set (uint64_t);
1365   int_set (const int_set &);
1366
1367   int_set &operator = (const int_set &);
1368
1369   iterator begin ();
1370   iterator end ();
1371 };
1372
1373 int_set::int_set () {}
1374
1375 int_set::int_set (uint64_t label)
1376 {
1377   safe_push (label);
1378 }
1379
1380 int_set::int_set (const int_set &other)
1381 {
1382   safe_splice (other);
1383 }
1384
1385 int_set &
1386 int_set::operator = (const int_set &other)
1387 {
1388   truncate (0);
1389   safe_splice (other);
1390   return *this;
1391 }
1392
1393 int_set::iterator
1394 int_set::begin ()
1395 {
1396   return address ();
1397 }
1398
1399 int_set::iterator
1400 int_set::end ()
1401 {
1402   return address () + length ();
1403 }
1404
1405 bool
1406 operator == (const int_set &a, const int_set &b)
1407 {
1408   if (a.length () != b.length ())
1409     return false;
1410   for (unsigned int i = 0; i < a.length (); ++i)
1411     if (a[i] != b[i])
1412       return false;
1413   return true;
1414 }
1415
1416 bool
1417 operator != (const int_set &a, const int_set &b)
1418 {
1419   return !operator == (a, b);
1420 }
1421
1422 struct decision;
1423
1424 /* Represents a transition between states, dependent on the result of
1425    a test T.  */
1426 struct transition
1427 {
1428   transition (const int_set &, state *, bool);
1429
1430   void set_parent (list_head <transition> *);
1431
1432   /* Links to other transitions for T.  Always null for boolean tests.  */
1433   transition *prev, *next;
1434
1435   /* The transition should be taken when T has one of these values.
1436      E.g. for rtx_test::CODE this is a set of codes, while for booleans like
1437      rtx_test::PREDICATE it is always a singleton "true".  The labels are
1438      sorted in ascending order.  */
1439   int_set labels;
1440
1441   /* The source decision.  */
1442   decision *from;
1443
1444   /* The target state.  */
1445   state *to;
1446
1447   /* True if TO would function correctly even if TEST wasn't performed.
1448      E.g. it isn't necessary to check whether GET_MODE (x1) is SImode
1449      before calling register_operand (x1, SImode), since register_operand
1450      performs its own mode check.  However, checking GET_MODE can be a cheap
1451      way of disambiguating SImode and DImode register operands.  */
1452   bool optional;
1453
1454   /* True if LABELS contains parameter numbers rather than constants.
1455      E.g. if this is true for a rtx_test::CODE, the label is the number
1456      of an rtx_code parameter rather than an rtx_code itself.
1457      LABELS is always a singleton when this variable is true.  */
1458   bool is_param;
1459 };
1460
1461 /* Represents a test and the action that should be taken on the result.
1462    If a transition exists for the test outcome, the machine switches
1463    to the transition's target state.  If no suitable transition exists,
1464    the machine either falls through to the next decision or, if there are no
1465    more decisions to try, fails the match.  */
1466 struct decision : list_head <transition>
1467 {
1468   decision (const rtx_test &);
1469
1470   void set_parent (list_head <decision> *s);
1471   bool if_statement_p (uint64_t * = 0) const;
1472
1473   /* The state to which this decision belongs.  */
1474   state *s;
1475
1476   /* Links to other decisions in the same state.  */
1477   decision *prev, *next;
1478
1479   /* The test to perform.  */
1480   rtx_test test;
1481 };
1482
1483 /* Represents one machine state.  For each state the machine tries a list
1484    of decisions, in order, and acts on the first match.  It fails without
1485    further backtracking if no decisions match.  */
1486 struct state : list_head <decision>
1487 {
1488   void set_parent (list_head <state> *) {}
1489 };
1490
1491 transition::transition (const int_set &labels_in, state *to_in,
1492                         bool optional_in)
1493   : prev (0), next (0), labels (labels_in), from (0), to (to_in),
1494     optional (optional_in), is_param (false) {}
1495
1496 /* Set the source decision of the transition.  */
1497
1498 void
1499 transition::set_parent (list_head <transition> *from_in)
1500 {
1501   from = static_cast <decision *> (from_in);
1502 }
1503
1504 decision::decision (const rtx_test &test_in)
1505   : prev (0), next (0), test (test_in) {}
1506
1507 /* Set the state to which this decision belongs.  */
1508
1509 void
1510 decision::set_parent (list_head <decision> *s_in)
1511 {
1512   s = static_cast <state *> (s_in);
1513 }
1514
1515 /* Return true if the decision has a single transition with a single label.
1516    If so, return the label in *LABEL if nonnull.  */
1517
1518 inline bool
1519 decision::if_statement_p (uint64_t *label) const
1520 {
1521   if (singleton () && first->labels.length () == 1)
1522     {
1523       if (label)
1524         *label = first->labels[0];
1525       return true;
1526     }
1527   return false;
1528 }
1529
1530 /* Add to FROM a decision that performs TEST and has a single transition
1531    TRANS.  */
1532
1533 static void
1534 add_decision (state *from, const rtx_test &test, transition *trans)
1535 {
1536   decision *d = new decision (test);
1537   from->push_back (d);
1538   d->push_back (trans);
1539 }
1540
1541 /* Add a transition from FROM to a new, empty state that is taken
1542    when TEST == LABELS.  OPTIONAL says whether the new transition
1543    should be optional.  Return the new state.  */
1544
1545 static state *
1546 add_decision (state *from, const rtx_test &test, int_set labels, bool optional)
1547 {
1548   state *to = new state;
1549   add_decision (from, test, new transition (labels, to, optional));
1550   return to;
1551 }
1552
1553 /* Insert a decision before decisions R to make them dependent on
1554    TEST == LABELS.  OPTIONAL says whether the new transition should be
1555    optional.  */
1556
1557 static decision *
1558 insert_decision_before (state::range r, const rtx_test &test,
1559                         const int_set &labels, bool optional)
1560 {
1561   decision *newd = new decision (test);
1562   state *news = new state;
1563   newd->push_back (new transition (labels, news, optional));
1564   r.start->s->replace (r, newd);
1565   news->push_back (r);
1566   return newd;
1567 }
1568
1569 /* Remove any optional transitions from S that turned out not to be useful.  */
1570
1571 static void
1572 collapse_optional_decisions (state *s)
1573 {
1574   decision *d = s->first;
1575   while (d)
1576     {
1577       decision *next = d->next;
1578       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
1579         collapse_optional_decisions (trans->to);
1580       /* A decision with a single optional transition doesn't help
1581          partition the potential matches and so is unlikely to be
1582          worthwhile.  In particular, if the decision that performs the
1583          test is the last in the state, the best it could do is reject
1584          an invalid pattern slightly earlier.  If instead the decision
1585          is not the last in the state, the condition it tests could hold
1586          even for the later decisions in the state.  The best it can do
1587          is save work in some cases where only the later decisions can
1588          succeed.
1589
1590          In both cases the optional transition would add extra work to
1591          successful matches when the tested condition holds.  */
1592       if (transition *trans = d->singleton ())
1593         if (trans->optional)
1594           s->replace (d, trans->to->release ());
1595       d = next;
1596     }
1597 }
1598
1599 /* Try to squash several separate tests into simpler ones.  */
1600
1601 static void
1602 simplify_tests (state *s)
1603 {
1604   for (decision *d = s->first; d; d = d->next)
1605     {
1606       uint64_t label;
1607       /* Convert checks for GET_CODE (x) == CONST_INT and XWINT (x, 0) == N
1608          into checks for const_int_rtx[N'], if N is suitably small.  */
1609       if (d->test.kind == rtx_test::CODE
1610           && d->if_statement_p (&label)
1611           && label == CONST_INT)
1612         if (decision *second = d->first->to->singleton ())
1613           if (d->test.pos == second->test.pos
1614               && second->test.kind == rtx_test::WIDE_INT_FIELD
1615               && second->test.u.opno == 0
1616               && second->if_statement_p (&label)
1617               && IN_RANGE (int64_t (label),
1618                            -MAX_SAVED_CONST_INT, MAX_SAVED_CONST_INT))
1619             {
1620               d->test.kind = rtx_test::SAVED_CONST_INT;
1621               d->test.u.integer.is_param = false;
1622               d->test.u.integer.value = label;
1623               d->replace (d->first, second->release ());
1624               d->first->labels[0] = true;
1625             }
1626       /* If we have a CODE test followed by a PREDICATE test, rely on
1627          the predicate to test the code.
1628
1629          This case exists for match_operators.  We initially treat the
1630          CODE test for a match_operator as non-optional so that we can
1631          safely move down to its operands.  It may turn out that all
1632          paths that reach that code test require the same predicate
1633          to be true.  cse_tests will then put the predicate test in
1634          series with the code test.  */
1635       if (d->test.kind == rtx_test::CODE)
1636         if (transition *trans = d->singleton ())
1637           {
1638             state *s = trans->to;
1639             while (decision *d2 = s->singleton ())
1640               {
1641                 if (d->test.pos != d2->test.pos)
1642                   break;
1643                 transition *trans2 = d2->singleton ();
1644                 if (!trans2)
1645                   break;
1646                 if (d2->test.kind == rtx_test::PREDICATE)
1647                   {
1648                     d->test = d2->test;
1649                     trans->labels = int_set (true);
1650                     s->replace (d2, trans2->to->release ());
1651                     break;
1652                   }
1653                 s = trans2->to;
1654               }
1655           }
1656       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
1657         simplify_tests (trans->to);
1658     }
1659 }
1660
1661 /* Return true if all successful returns passing through D require the
1662    condition tested by COMMON to be true.
1663
1664    When returning true, add all transitions like COMMON in D to WHERE.
1665    WHERE may contain a partial result on failure.  */
1666
1667 static bool
1668 common_test_p (decision *d, transition *common, vec <transition *> *where)
1669 {
1670   if (d->test.kind == rtx_test::ACCEPT)
1671     /* We found a successful return that didn't require COMMON.  */
1672     return false;
1673   if (d->test == common->from->test)
1674     {
1675       transition *trans = d->singleton ();
1676       if (!trans
1677           || trans->optional != common->optional
1678           || trans->labels != common->labels)
1679         return false;
1680       where->safe_push (trans);
1681       return true;
1682     }
1683   for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
1684     for (decision *subd = trans->to->first; subd; subd = subd->next)
1685       if (!common_test_p (subd, common, where))
1686         return false;
1687   return true;
1688 }
1689
1690 /* Indicates that we have tested GET_CODE (X) for a particular rtx X.  */
1691 const unsigned char TESTED_CODE = 1;
1692
1693 /* Indicates that we have tested XVECLEN (X, 0) for a particular rtx X.  */
1694 const unsigned char TESTED_VECLEN = 2;
1695
1696 /* Represents a set of conditions that are known to hold.  */
1697 struct known_conditions
1698 {
1699   /* A mask of TESTED_ values for each position, indexed by the position's
1700      id field.  */
1701   auto_vec <unsigned char> position_tests;
1702
1703   /* Index N says whether operands[N] has been set.  */
1704   auto_vec <bool> set_operands;
1705
1706   /* A guranteed lower bound on the value of peep2_current_count.  */
1707   int peep2_count;
1708 };
1709
1710 /* Return true if TEST can safely be performed at D, where
1711    the conditions in KC hold.  TEST is known to occur along the
1712    first path from D (i.e. always following the first transition
1713    of the first decision).  Any intervening tests can be used as
1714    negative proof that hoisting isn't safe, but only KC can be used
1715    as positive proof.  */
1716
1717 static bool
1718 safe_to_hoist_p (decision *d, const rtx_test &test, known_conditions *kc)
1719 {
1720   switch (test.kind)
1721     {
1722     case rtx_test::C_TEST:
1723       /* In general, C tests require everything else to have been
1724          verified and all operands to have been set up.  */
1725       return false;
1726
1727     case rtx_test::ACCEPT:
1728       /* Don't accept something before all conditions have been tested.  */
1729       return false;
1730
1731     case rtx_test::PREDICATE:
1732       /* Don't move a predicate over a test for VECLEN_GE, since the
1733          predicate used in a match_parallel can legitimately expect the
1734          length to be checked first.  */
1735       for (decision *subd = d;
1736            subd->test != test;
1737            subd = subd->first->to->first)
1738         if (subd->test.pos == test.pos
1739             && subd->test.kind == rtx_test::VECLEN_GE)
1740           return false;
1741       goto any_rtx;
1742
1743     case rtx_test::DUPLICATE:
1744       /* Don't test for a match_dup until the associated operand has
1745          been set.  */
1746       if (!kc->set_operands[test.u.opno])
1747         return false;
1748       goto any_rtx;
1749
1750     case rtx_test::CODE:
1751     case rtx_test::MODE:
1752     case rtx_test::SAVED_CONST_INT:
1753     case rtx_test::SET_OP:
1754     any_rtx:
1755       /* Check whether it is safe to access the rtx under test.  */
1756       switch (test.pos->type)
1757         {
1758         case POS_PEEP2_INSN:
1759           return test.pos->arg < kc->peep2_count;
1760
1761         case POS_XEXP:
1762           return kc->position_tests[test.pos->base->id] & TESTED_CODE;
1763
1764         case POS_XVECEXP0:
1765           return kc->position_tests[test.pos->base->id] & TESTED_VECLEN;
1766         }
1767       gcc_unreachable ();
1768
1769     case rtx_test::REGNO_FIELD:
1770     case rtx_test::INT_FIELD:
1771     case rtx_test::WIDE_INT_FIELD:
1772     case rtx_test::VECLEN:
1773     case rtx_test::VECLEN_GE:
1774       /* These tests access a specific part of an rtx, so are only safe
1775          once we know what the rtx is.  */
1776       return kc->position_tests[test.pos->id] & TESTED_CODE;
1777
1778     case rtx_test::PEEP2_COUNT:
1779     case rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS:
1780       /* These tests can be performed anywhere.  */
1781       return true;
1782
1783     case rtx_test::PATTERN:
1784       gcc_unreachable ();
1785     }
1786   gcc_unreachable ();
1787 }
1788
1789 /* Look for a transition that is taken by all successful returns from a range
1790    of decisions starting at OUTER and that would be better performed by
1791    OUTER's state instead.  On success, store all instances of that transition
1792    in WHERE and return the last decision in the range.  The range could
1793    just be OUTER, or it could include later decisions as well.
1794
1795    WITH_POSITION_P is true if only tests with position POS should be tried,
1796    false if any test should be tried.  WORTHWHILE_SINGLE_P is true if the
1797    result is useful even when the range contains just a single decision
1798    with a single transition.  KC are the conditions that are known to
1799    hold at OUTER.  */
1800
1801 static decision *
1802 find_common_test (decision *outer, bool with_position_p,
1803                   position *pos, bool worthwhile_single_p,
1804                   known_conditions *kc, vec <transition *> *where)
1805 {
1806   /* After this, WORTHWHILE_SINGLE_P indicates whether a range that contains
1807      just a single decision is useful, regardless of the number of
1808      transitions it has.  */
1809   if (!outer->singleton ())
1810     worthwhile_single_p = true;
1811   /* Quick exit if we don't have enough decisions to form a worthwhile
1812      range.  */
1813   if (!worthwhile_single_p && !outer->next)
1814     return 0;
1815   /* Follow the first chain down, as one example of a path that needs
1816      to contain the common test.  */
1817   for (decision *d = outer; d; d = d->first->to->first)
1818     {
1819       transition *trans = d->singleton ();
1820       if (trans
1821           && (!with_position_p || d->test.pos == pos)
1822           && safe_to_hoist_p (outer, d->test, kc))
1823         {
1824           if (common_test_p (outer, trans, where))
1825             {
1826               if (!outer->next)
1827                 /* We checked above whether the move is worthwhile.  */
1828                 return outer;
1829               /* See how many decisions in OUTER's chain could reuse
1830                  the same test.  */
1831               decision *outer_end = outer;
1832               do
1833                 {
1834                   unsigned int length = where->length ();
1835                   if (!common_test_p (outer_end->next, trans, where))
1836                     {
1837                       where->truncate (length);
1838                       break;
1839                     }
1840                   outer_end = outer_end->next;
1841                 }
1842               while (outer_end->next);
1843               /* It is worth moving TRANS if it can be shared by more than
1844                  one decision.  */
1845               if (outer_end != outer || worthwhile_single_p)
1846                 return outer_end;
1847             }
1848           where->truncate (0);
1849         }
1850     }
1851   return 0;
1852 }
1853
1854 /* Try to promote common subtests in S to a single, shared decision.
1855    Also try to bunch tests for the same position together.  POS is the
1856    position of the rtx tested before reaching S.  KC are the conditions
1857    that are known to hold on entry to S.  */
1858
1859 static void
1860 cse_tests (position *pos, state *s, known_conditions *kc)
1861 {
1862   for (decision *d = s->first; d; d = d->next)
1863     {
1864       auto_vec <transition *, 16> where;
1865       if (d->test.pos)
1866         {
1867           /* Try to find conditions that don't depend on a particular rtx,
1868              such as pnum_clobbers != NULL or peep2_current_count >= X.
1869              It's usually better to check these conditions as soon as
1870              possible, so the change is worthwhile even if there is
1871              only one copy of the test.  */
1872           decision *endd = find_common_test (d, true, 0, true, kc, &where);
1873           if (!endd && d->test.pos != pos)
1874             /* Try to find other conditions related to position POS
1875                before moving to the new position.  Again, this is
1876                worthwhile even if there is only one copy of the test,
1877                since it means that fewer position variables are live
1878                at a given time.  */
1879             endd = find_common_test (d, true, pos, true, kc, &where);
1880           if (!endd)
1881             /* Try to find any condition that is used more than once.  */
1882             endd = find_common_test (d, false, 0, false, kc, &where);
1883           if (endd)
1884             {
1885               transition *common = where[0];
1886               /* Replace [D, ENDD] with a test like COMMON.  We'll recurse
1887                  on the common test and see the original D again next time.  */
1888               d = insert_decision_before (state::range (d, endd),
1889                                           common->from->test,
1890                                           common->labels,
1891                                           common->optional);
1892               /* Remove the old tests.  */
1893               while (!where.is_empty ())
1894                 {
1895                   transition *trans = where.pop ();
1896                   trans->from->s->replace (trans->from, trans->to->release ());
1897                 }
1898             }
1899         }
1900
1901       /* Make sure that safe_to_hoist_p isn't being overly conservative.
1902          It should realize that D's test is safe in the current
1903          environment.  */
1904       gcc_assert (d->test.kind == rtx_test::C_TEST
1905                   || d->test.kind == rtx_test::ACCEPT
1906                   || safe_to_hoist_p (d, d->test, kc));
1907
1908       /* D won't be changed any further by the current optimization.
1909          Recurse with the state temporarily updated to include D.  */
1910       int prev = 0;
1911       switch (d->test.kind)
1912         {
1913         case rtx_test::CODE:
1914           prev = kc->position_tests[d->test.pos->id];
1915           kc->position_tests[d->test.pos->id] |= TESTED_CODE;
1916           break;
1917
1918         case rtx_test::VECLEN:
1919         case rtx_test::VECLEN_GE:
1920           prev = kc->position_tests[d->test.pos->id];
1921           kc->position_tests[d->test.pos->id] |= TESTED_VECLEN;
1922           break;
1923
1924         case rtx_test::SET_OP:
1925           prev = kc->set_operands[d->test.u.opno];
1926           gcc_assert (!prev);
1927           kc->set_operands[d->test.u.opno] = true;
1928           break;
1929
1930         case rtx_test::PEEP2_COUNT:
1931           prev = kc->peep2_count;
1932           kc->peep2_count = MAX (prev, d->test.u.min_len);
1933           break;
1934
1935         default:
1936           break;
1937         }
1938       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
1939         cse_tests (d->test.pos ? d->test.pos : pos, trans->to, kc);
1940       switch (d->test.kind)
1941         {
1942         case rtx_test::CODE:
1943         case rtx_test::VECLEN:
1944         case rtx_test::VECLEN_GE:
1945           kc->position_tests[d->test.pos->id] = prev;
1946           break;
1947
1948         case rtx_test::SET_OP:
1949           kc->set_operands[d->test.u.opno] = prev;
1950           break;
1951
1952         case rtx_test::PEEP2_COUNT:
1953           kc->peep2_count = prev;
1954           break;
1955
1956         default:
1957           break;
1958         }
1959     }
1960 }
1961
1962 /* Return the type of value that can be used to parameterize test KIND,
1963    or parameter::UNSET if none.  */
1964
1965 parameter::type_enum
1966 transition_parameter_type (rtx_test::kind_enum kind)
1967 {
1968   switch (kind)
1969     {
1970     case rtx_test::CODE:
1971       return parameter::CODE;
1972
1973     case rtx_test::MODE:
1974       return parameter::MODE;
1975
1976     case rtx_test::REGNO_FIELD:
1977       return parameter::UINT;
1978
1979     case rtx_test::INT_FIELD:
1980     case rtx_test::VECLEN:
1981     case rtx_test::PATTERN:
1982       return parameter::INT;
1983
1984     case rtx_test::WIDE_INT_FIELD:
1985       return parameter::WIDE_INT;
1986
1987     case rtx_test::PEEP2_COUNT:
1988     case rtx_test::VECLEN_GE:
1989     case rtx_test::SAVED_CONST_INT:
1990     case rtx_test::PREDICATE:
1991     case rtx_test::DUPLICATE:
1992     case rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS:
1993     case rtx_test::C_TEST:
1994     case rtx_test::SET_OP:
1995     case rtx_test::ACCEPT:
1996       return parameter::UNSET;
1997     }
1998   gcc_unreachable ();
1999 }
2000
2001 /* Initialize the pos_operand fields of each state reachable from S.
2002    If OPERAND_POS[ID] >= 0, the position with id ID is stored in
2003    operands[OPERAND_POS[ID]] on entry to S.  */
2004
2005 static void
2006 find_operand_positions (state *s, vec <int> &operand_pos)
2007 {
2008   for (decision *d = s->first; d; d = d->next)
2009     {
2010       int this_operand = (d->test.pos ? operand_pos[d->test.pos->id] : -1);
2011       if (this_operand >= 0)
2012         d->test.pos_operand = this_operand;
2013       if (d->test.kind == rtx_test::SET_OP)
2014         operand_pos[d->test.pos->id] = d->test.u.opno;
2015       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
2016         find_operand_positions (trans->to, operand_pos);
2017       if (d->test.kind == rtx_test::SET_OP)
2018         operand_pos[d->test.pos->id] = this_operand;
2019     }
2020 }
2021
2022 /* Statistics about a matching routine.  */
2023 struct stats
2024 {
2025   stats ();
2026
2027   /* The total number of decisions in the routine, excluding trivial
2028      ones that never fail.  */
2029   unsigned int num_decisions;
2030
2031   /* The number of non-trivial decisions on the longest path through
2032      the routine, and the return value that contributes most to that
2033      long path.  */
2034   unsigned int longest_path;
2035   int longest_path_code;
2036
2037   /* The maximum number of times that a single call to the routine
2038      can backtrack, and the value returned at the end of that path.
2039      "Backtracking" here means failing one decision in state and
2040      going onto to the next.  */
2041   unsigned int longest_backtrack;
2042   int longest_backtrack_code;
2043 };
2044
2045 stats::stats ()
2046   : num_decisions (0), longest_path (0), longest_path_code (-1),
2047     longest_backtrack (0), longest_backtrack_code (-1) {}
2048
2049 /* Return statistics about S.  */
2050
2051 static stats
2052 get_stats (state *s)
2053 {
2054   stats for_s;
2055   unsigned int longest_path = 0;
2056   for (decision *d = s->first; d; d = d->next)
2057     {
2058       /* Work out the statistics for D.  */
2059       stats for_d;
2060       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
2061         {
2062           stats for_trans = get_stats (trans->to);
2063           for_d.num_decisions += for_trans.num_decisions;
2064           /* Each transition is mutually-exclusive, so just pick the
2065              longest of the individual paths.  */
2066           if (for_d.longest_path <= for_trans.longest_path)
2067             {
2068               for_d.longest_path = for_trans.longest_path;
2069               for_d.longest_path_code = for_trans.longest_path_code;
2070             }
2071           /* Likewise for backtracking.  */
2072           if (for_d.longest_backtrack <= for_trans.longest_backtrack)
2073             {
2074               for_d.longest_backtrack = for_trans.longest_backtrack;
2075               for_d.longest_backtrack_code = for_trans.longest_backtrack_code;
2076             }
2077         }
2078
2079       /* Account for D's test in its statistics.  */
2080       if (!d->test.single_outcome_p ())
2081         {
2082           for_d.num_decisions += 1;
2083           for_d.longest_path += 1;
2084         }
2085       if (d->test.kind == rtx_test::ACCEPT)
2086         {
2087           for_d.longest_path_code = d->test.u.acceptance.u.full.code;
2088           for_d.longest_backtrack_code = d->test.u.acceptance.u.full.code;
2089         }
2090
2091       /* Keep a running count of the number of backtracks.  */
2092       if (d->prev)
2093         for_s.longest_backtrack += 1;
2094
2095       /* Accumulate D's statistics into S's.  */
2096       for_s.num_decisions += for_d.num_decisions;
2097       for_s.longest_path += for_d.longest_path;
2098       for_s.longest_backtrack += for_d.longest_backtrack;
2099
2100       /* Use the code from the decision with the longest individual path,
2101          since that's more likely to be useful if trying to make the
2102          path shorter.  In the event of a tie, pick the later decision,
2103          since that's closer to the end of the path.  */
2104       if (longest_path <= for_d.longest_path)
2105         {
2106           longest_path = for_d.longest_path;
2107           for_s.longest_path_code = for_d.longest_path_code;
2108         }
2109
2110       /* Later decisions in a state are necessarily in a longer backtrack
2111          than earlier decisions.  */
2112       for_s.longest_backtrack_code = for_d.longest_backtrack_code;
2113     }
2114   return for_s;
2115 }
2116
2117 /* Optimize ROOT.  Use TYPE to describe ROOT in status messages.  */
2118
2119 static void
2120 optimize_subroutine_group (const char *type, state *root)
2121 {
2122   /* Remove optional transitions that turned out not to be worthwhile.  */
2123   if (collapse_optional_decisions_p)
2124     collapse_optional_decisions (root);
2125
2126   /* Try to remove duplicated tests and to rearrange tests into a more
2127      logical order.  */
2128   if (cse_tests_p)
2129     {
2130       known_conditions kc;
2131       kc.position_tests.safe_grow_cleared (num_positions);
2132       kc.set_operands.safe_grow_cleared (num_operands);
2133       kc.peep2_count = 1;
2134       cse_tests (&root_pos, root, &kc);
2135     }
2136
2137   /* Try to simplify two or more tests into one.  */
2138   if (simplify_tests_p)
2139     simplify_tests (root);
2140
2141   /* Try to use operands[] instead of xN variables.  */
2142   if (use_operand_variables_p)
2143     {
2144       auto_vec <int> operand_pos (num_positions);
2145       for (unsigned int i = 0; i < num_positions; ++i)
2146         operand_pos.quick_push (-1);
2147       find_operand_positions (root, operand_pos);
2148     }
2149
2150   /* Print a summary of the new state.  */
2151   stats st = get_stats (root);
2152   fprintf (stderr, "Statistics for %s:\n", type);
2153   fprintf (stderr, "  Number of decisions: %6d\n", st.num_decisions);
2154   fprintf (stderr, "  longest path:        %6d (code: %6d)\n",
2155            st.longest_path, st.longest_path_code);
2156   fprintf (stderr, "  longest backtrack:   %6d (code: %6d)\n",
2157            st.longest_backtrack, st.longest_backtrack_code);
2158 }
2159
2160 struct merge_pattern_info;
2161
2162 /* Represents a transition from one pattern to another.  */
2163 struct merge_pattern_transition
2164 {
2165   merge_pattern_transition (merge_pattern_info *);
2166
2167   /* The target pattern.  */
2168   merge_pattern_info *to;
2169
2170   /* The parameters that the source pattern passes to the target pattern.
2171      "parameter (TYPE, true, I)" represents parameter I of the source
2172      pattern.  */
2173   auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> params;
2174 };
2175
2176 merge_pattern_transition::merge_pattern_transition (merge_pattern_info *to_in)
2177   : to (to_in)
2178 {
2179 }
2180
2181 /* Represents a pattern that can might match several states.  The pattern
2182    may replace parts of the test with a parameter value.  It may also
2183    replace transition labels with parameters.  */
2184 struct merge_pattern_info
2185 {
2186   merge_pattern_info (unsigned int);
2187
2188   /* If PARAM_TEST_P, the state's singleton test should be generalized
2189      to use the runtime value of PARAMS[PARAM_TEST].  */
2190   unsigned int param_test : 8;
2191
2192   /* If PARAM_TRANSITION_P, the state's single transition label should
2193      be replaced by the runtime value of PARAMS[PARAM_TRANSITION].  */
2194   unsigned int param_transition : 8;
2195
2196   /* True if we have decided to generalize the root decision's test,
2197      as per PARAM_TEST.  */
2198   unsigned int param_test_p : 1;
2199
2200   /* Likewise for the root decision's transition, as per PARAM_TRANSITION.  */
2201   unsigned int param_transition_p : 1;
2202
2203   /* True if the contents of the structure are completely filled in.  */
2204   unsigned int complete_p : 1;
2205
2206   /* The number of pseudo-statements in the pattern.  Used to decide
2207      whether it's big enough to break out into a subroutine.  */
2208   unsigned int num_statements;
2209
2210   /* The number of states that use this pattern.  */
2211   unsigned int num_users;
2212
2213   /* The number of distinct success values that the pattern returns.  */
2214   unsigned int num_results;
2215
2216   /* This array has one element for each runtime parameter to the pattern.
2217      PARAMS[I] gives the default value of parameter I, which is always
2218      constant.
2219
2220      These default parameters are used in cases where we match the
2221      pattern against some state S1, then add more parameters while
2222      matching against some state S2.  S1 is then left passing fewer
2223      parameters than S2.  The array gives us enough informatino to
2224      construct a full parameter list for S1 (see update_parameters).
2225
2226      If we decide to create a subroutine for this pattern,
2227      PARAMS[I].type determines the C type of parameter I.  */
2228   auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> params;
2229
2230   /* All states that match this pattern must have the same number of
2231      transitions.  TRANSITIONS[I] describes the subpattern for transition
2232      number I; it is null if transition I represents a successful return
2233      from the pattern.  */
2234   auto_vec <merge_pattern_transition *, 1> transitions;
2235
2236   /* The routine associated with the pattern, or null if we haven't generated
2237      one yet.  */
2238   pattern_routine *routine;
2239 };
2240
2241 merge_pattern_info::merge_pattern_info (unsigned int num_transitions)
2242   : param_test (0),
2243     param_transition (0),
2244     param_test_p (false),
2245     param_transition_p (false),
2246     complete_p (false),
2247     num_statements (0),
2248     num_users (0),
2249     num_results (0),
2250     routine (0)
2251 {
2252   transitions.safe_grow_cleared (num_transitions);
2253 }
2254
2255 /* Describes one way of matching a particular state to a particular
2256    pattern.  */
2257 struct merge_state_result
2258 {
2259   merge_state_result (merge_pattern_info *, position *, merge_state_result *);
2260
2261   /* A pattern that matches the state.  */
2262   merge_pattern_info *pattern;
2263
2264   /* If we decide to use this match and create a subroutine for PATTERN,
2265      the state should pass the rtx at position ROOT to the pattern's
2266      rtx parameter.  A null root means that the pattern doesn't need
2267      an rtx parameter; all the rtxes it matches come from elsewhere.  */
2268   position *root;
2269
2270   /* The parameters that should be passed to PATTERN for this state.
2271      If the array is shorter than PATTERN->params, the missing entries
2272      should be taken from the corresponding element of PATTERN->params.  */
2273   auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> params;
2274
2275   /* An earlier match for the same state, or null if none.  Patterns
2276      matched by earlier entries are smaller than PATTERN.  */
2277   merge_state_result *prev;
2278 };
2279
2280 merge_state_result::merge_state_result (merge_pattern_info *pattern_in,
2281                                         position *root_in,
2282                                         merge_state_result *prev_in)
2283   : pattern (pattern_in), root (root_in), prev (prev_in)
2284 {}
2285
2286 /* Information about a state, used while trying to match it against
2287    a pattern.  */
2288 struct merge_state_info
2289 {
2290   merge_state_info (state *);
2291
2292   /* The state itself.  */
2293   state *s;
2294
2295   /* Index I gives information about the target of transition I.  */
2296   merge_state_info *to_states;
2297
2298   /* The number of transitions in S.  */
2299   unsigned int num_transitions;
2300
2301   /* True if the state has been deleted in favor of a call to a
2302      pattern routine.  */
2303   bool merged_p;
2304
2305   /* The previous state that might be a merge candidate for S, or null
2306      if no previous states could be merged with S.  */
2307   merge_state_info *prev_same_test;
2308
2309   /* A list of pattern matches for this state.  */
2310   merge_state_result *res;
2311 };
2312
2313 merge_state_info::merge_state_info (state *s_in)
2314   : s (s_in),
2315     to_states (0),
2316     num_transitions (0),
2317     merged_p (false),
2318     prev_same_test (0),
2319     res (0) {}
2320
2321 /* True if PAT would be useful as a subroutine.  */
2322
2323 static bool
2324 useful_pattern_p (merge_pattern_info *pat)
2325 {
2326   return pat->num_statements >= MIN_COMBINE_COST;
2327 }
2328
2329 /* PAT2 is a subpattern of PAT1.  Return true if PAT2 should be inlined
2330    into PAT1's C routine.  */
2331
2332 static bool
2333 same_pattern_p (merge_pattern_info *pat1, merge_pattern_info *pat2)
2334 {
2335   return pat1->num_users == pat2->num_users || !useful_pattern_p (pat2);
2336 }
2337
2338 /* PAT was previously matched against SINFO based on tentative matches
2339    for the target states of SINFO's state.  Return true if the match
2340    still holds; that is, if the target states of SINFO's state still
2341    match the corresponding transitions of PAT.  */
2342
2343 static bool
2344 valid_result_p (merge_pattern_info *pat, merge_state_info *sinfo)
2345 {
2346   for (unsigned int j = 0; j < sinfo->num_transitions; ++j)
2347     if (merge_pattern_transition *ptrans = pat->transitions[j])
2348       {
2349         merge_state_result *to_res = sinfo->to_states[j].res;
2350         if (!to_res || to_res->pattern != ptrans->to)
2351           return false;
2352       }
2353   return true;
2354 }
2355
2356 /* Remove any matches that are no longer valid from the head of SINFO's
2357    list of matches.  */
2358
2359 static void
2360 prune_invalid_results (merge_state_info *sinfo)
2361 {
2362   while (sinfo->res && !valid_result_p (sinfo->res->pattern, sinfo))
2363     {
2364       sinfo->res = sinfo->res->prev;
2365       gcc_assert (sinfo->res);
2366     }
2367 }
2368
2369 /* Return true if PAT represents the biggest posssible match for SINFO;
2370    that is, if the next action of SINFO's state on return from PAT will
2371    be something that cannot be merged with any other state.  */
2372
2373 static bool
2374 complete_result_p (merge_pattern_info *pat, merge_state_info *sinfo)
2375 {
2376   for (unsigned int j = 0; j < sinfo->num_transitions; ++j)
2377     if (sinfo->to_states[j].res && !pat->transitions[j])
2378       return false;
2379   return true;
2380 }
2381
2382 /* Update TO for any parameters that have been added to FROM since TO
2383    was last set.  The extra parameters in FROM will be constants or
2384    instructions to duplicate earlier parameters.  */
2385
2386 static void
2387 update_parameters (vec <parameter> &to, const vec <parameter> &from)
2388 {
2389   for (unsigned int i = to.length (); i < from.length (); ++i)
2390     to.quick_push (from[i]);
2391 }
2392
2393 /* Return true if A and B can be tested by a single test.  If the test
2394    can be parameterised, store the parameter value for A in *PARAMA and
2395    the parameter value for B in *PARAMB, otherwise leave PARAMA and
2396    PARAMB alone.  */
2397
2398 static bool
2399 compatible_tests_p (const rtx_test &a, const rtx_test &b,
2400                     parameter *parama, parameter *paramb)
2401 {
2402   if (a.kind != b.kind)
2403     return false;
2404   switch (a.kind)
2405     {
2406     case rtx_test::PREDICATE:
2407       if (a.u.predicate.data != b.u.predicate.data)
2408         return false;
2409       *parama = parameter (parameter::MODE, false, a.u.predicate.mode);
2410       *paramb = parameter (parameter::MODE, false, b.u.predicate.mode);
2411       return true;
2412
2413     case rtx_test::SAVED_CONST_INT:
2414       *parama = parameter (parameter::INT, false, a.u.integer.value);
2415       *paramb = parameter (parameter::INT, false, b.u.integer.value);
2416       return true;
2417
2418     default:
2419       return a == b;
2420     }
2421 }
2422
2423 /* PARAMS is an array of the parameters that a state is going to pass
2424    to a pattern routine.  It is still incomplete; index I has a kind of
2425    parameter::UNSET if we don't yet know what the state will pass
2426    as parameter I.  Try to make parameter ID equal VALUE, returning
2427    true on success.  */
2428
2429 static bool
2430 set_parameter (vec <parameter> &params, unsigned int id,
2431                const parameter &value)
2432 {
2433   if (params[id].type == parameter::UNSET)
2434     {
2435       if (force_unique_params_p)
2436         for (unsigned int i = 0; i < params.length (); ++i)
2437           if (params[i] == value)
2438             return false;
2439       params[id] = value;
2440       return true;
2441     }
2442   return params[id] == value;
2443 }
2444
2445 /* PARAMS2 is the "params" array for a pattern and PARAMS1 is the
2446    set of parameters that a particular state is going to pass to
2447    that pattern.
2448
2449    Try to extend PARAMS1 and PARAMS2 so that there is a parameter
2450    that is equal to PARAM1 for the state and has a default value of
2451    PARAM2.  Parameters beginning at START were added as part of the
2452    same match and so may be reused.  */
2453
2454 static bool
2455 add_parameter (vec <parameter> &params1, vec <parameter> &params2,
2456                const parameter &param1, const parameter &param2,
2457                unsigned int start, unsigned int *res)
2458 {
2459   gcc_assert (params1.length () == params2.length ());
2460   gcc_assert (!param1.is_param && !param2.is_param);
2461
2462   for (unsigned int i = start; i < params2.length (); ++i)
2463     if (params1[i] == param1 && params2[i] == param2)
2464       {
2465         *res = i;
2466         return true;
2467       }
2468
2469   if (force_unique_params_p)
2470     for (unsigned int i = 0; i < params2.length (); ++i)
2471       if (params1[i] == param1 || params2[i] == param2)
2472         return false;
2473
2474   if (params2.length () >= MAX_PATTERN_PARAMS)
2475     return false;
2476
2477   *res = params2.length ();
2478   params1.quick_push (param1);
2479   params2.quick_push (param2);
2480   return true;
2481 }
2482
2483 /* If *ROOTA is nonnull, return true if the same sequence of steps are
2484    required to reach A from *ROOTA as to reach B from ROOTB.  If *ROOTA
2485    is null, update it if necessary in order to make the condition hold.  */
2486
2487 static bool
2488 merge_relative_positions (position **roota, position *a,
2489                           position *rootb, position *b)
2490 {
2491   if (!relative_patterns_p)
2492     {
2493       if (a != b)
2494         return false;
2495       if (!*roota)
2496         {
2497           *roota = rootb;
2498           return true;
2499         }
2500       return *roota == rootb;
2501     }
2502   /* If B does not belong to the same instruction as ROOTB, we don't
2503      start with ROOTB but instead start with a call to peep2_next_insn.
2504      In that case the sequences for B and A are identical iff B and A
2505      are themselves identical.  */
2506   if (rootb->insn_id != b->insn_id)
2507     return a == b;
2508   while (rootb != b)
2509     {
2510       if (!a || b->type != a->type || b->arg != a->arg)
2511         return false;
2512       b = b->base;
2513       a = a->base;
2514     }
2515   if (!*roota)
2516     *roota = a;
2517   return *roota == a;
2518 }
2519
2520 /* A hasher of states that treats two states as "equal" if they might be
2521    merged (but trying to be more discriminating than "return true").  */
2522 struct test_pattern_hasher : nofree_ptr_hash <merge_state_info>
2523 {
2524   static inline hashval_t hash (const value_type &);
2525   static inline bool equal (const value_type &, const compare_type &);
2526 };
2527
2528 hashval_t
2529 test_pattern_hasher::hash (merge_state_info *const &sinfo)
2530 {
2531   inchash::hash h;
2532   decision *d = sinfo->s->singleton ();
2533   h.add_int (d->test.pos_operand + 1);
2534   if (!relative_patterns_p)
2535     h.add_int (d->test.pos ? d->test.pos->id + 1 : 0);
2536   h.add_int (d->test.kind);
2537   h.add_int (sinfo->num_transitions);
2538   return h.end ();
2539 }
2540
2541 bool
2542 test_pattern_hasher::equal (merge_state_info *const &sinfo1,
2543                             merge_state_info *const &sinfo2)
2544 {
2545   decision *d1 = sinfo1->s->singleton ();
2546   decision *d2 = sinfo2->s->singleton ();
2547   gcc_assert (d1 && d2);
2548
2549   parameter new_param1, new_param2;
2550   return (d1->test.pos_operand == d2->test.pos_operand
2551           && (relative_patterns_p || d1->test.pos == d2->test.pos)
2552           && compatible_tests_p (d1->test, d2->test, &new_param1, &new_param2)
2553           && sinfo1->num_transitions == sinfo2->num_transitions);
2554 }
2555
2556 /* Try to make the state described by SINFO1 use the same pattern as the
2557    state described by SINFO2.  Return true on success.
2558
2559    SINFO1 and SINFO2 are known to have the same hash value.  */
2560
2561 static bool
2562 merge_patterns (merge_state_info *sinfo1, merge_state_info *sinfo2)
2563 {
2564   merge_state_result *res2 = sinfo2->res;
2565   merge_pattern_info *pat = res2->pattern;
2566
2567   /* Write to temporary arrays while matching, in case we have to abort
2568      half way through.  */
2569   auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> params1;
2570   auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> params2;
2571   params1.quick_grow_cleared (pat->params.length ());
2572   params2.splice (pat->params);
2573   unsigned int start_param = params2.length ();
2574
2575   /* An array for recording changes to PAT->transitions[?].params.
2576      All changes involve replacing a constant parameter with some
2577      PAT->params[N], where N is the second element of the pending_param.  */
2578   typedef std::pair <parameter *, unsigned int> pending_param;
2579   auto_vec <pending_param, 32> pending_params;
2580
2581   decision *d1 = sinfo1->s->singleton ();
2582   decision *d2 = sinfo2->s->singleton ();
2583   gcc_assert (d1 && d2);
2584
2585   /* If D2 tests a position, SINFO1's root relative to D1 is the same
2586      as SINFO2's root relative to D2.  */
2587   position *root1 = 0;
2588   position *root2 = res2->root;
2589   if (d2->test.pos_operand < 0
2590       && d1->test.pos
2591       && !merge_relative_positions (&root1, d1->test.pos,
2592                                     root2, d2->test.pos))
2593     return false;
2594
2595   /* Check whether the patterns have the same shape.  */
2596   unsigned int num_transitions = sinfo1->num_transitions;
2597   gcc_assert (num_transitions == sinfo2->num_transitions);
2598   for (unsigned int i = 0; i < num_transitions; ++i)
2599     if (merge_pattern_transition *ptrans = pat->transitions[i])
2600       {
2601         merge_state_result *to1_res = sinfo1->to_states[i].res;
2602         merge_state_result *to2_res = sinfo2->to_states[i].res;
2603         merge_pattern_info *to_pat = ptrans->to;
2604         gcc_assert (to2_res && to2_res->pattern == to_pat);
2605         if (!to1_res || to1_res->pattern != to_pat)
2606           return false;
2607         if (to2_res->root
2608             && !merge_relative_positions (&root1, to1_res->root,
2609                                           root2, to2_res->root))
2610           return false;
2611         /* Match the parameters that TO1_RES passes to TO_PAT with the
2612            parameters that PAT passes to TO_PAT.  */
2613         update_parameters (to1_res->params, to_pat->params);
2614         for (unsigned int j = 0; j < to1_res->params.length (); ++j)
2615           {
2616             const parameter &param1 = to1_res->params[j];
2617             const parameter &param2 = ptrans->params[j];
2618             gcc_assert (!param1.is_param);
2619             if (param2.is_param)
2620               {
2621                 if (!set_parameter (params1, param2.value, param1))
2622                   return false;
2623               }
2624             else if (param1 != param2)
2625               {
2626                 unsigned int id;
2627                 if (!add_parameter (params1, params2,
2628                                     param1, param2, start_param, &id))
2629                   return false;
2630                 /* Record that PAT should now pass parameter ID to TO_PAT,
2631                    instead of the current contents of *PARAM2.  We only
2632                    make the change if the rest of the match succeeds.  */
2633                 pending_params.safe_push
2634                   (pending_param (&ptrans->params[j], id));
2635               }
2636           }
2637       }
2638
2639   unsigned int param_test = pat->param_test;
2640   unsigned int param_transition = pat->param_transition;
2641   bool param_test_p = pat->param_test_p;
2642   bool param_transition_p = pat->param_transition_p;
2643
2644   /* If the tests don't match exactly, try to parameterize them.  */
2645   parameter new_param1, new_param2;
2646   if (!compatible_tests_p (d1->test, d2->test, &new_param1, &new_param2))
2647     gcc_unreachable ();
2648   if (new_param1.type != parameter::UNSET)
2649     {
2650       /* If the test has not already been parameterized, all existing
2651          matches use constant NEW_PARAM2.  */
2652       if (param_test_p)
2653         {
2654           if (!set_parameter (params1, param_test, new_param1))
2655             return false;
2656         }
2657       else if (new_param1 != new_param2)
2658         {
2659           if (!add_parameter (params1, params2, new_param1, new_param2,
2660                               start_param, &param_test))
2661             return false;
2662           param_test_p = true;
2663         }
2664     }
2665
2666   /* Match the transitions.  */
2667   transition *trans1 = d1->first;
2668   transition *trans2 = d2->first;
2669   for (unsigned int i = 0; i < num_transitions; ++i)
2670     {
2671       if (param_transition_p || trans1->labels != trans2->labels)
2672         {
2673           /* We can only generalize a single transition with a single
2674              label.  */
2675           if (num_transitions != 1
2676               || trans1->labels.length () != 1
2677               || trans2->labels.length () != 1)
2678             return false;
2679
2680           /* Although we can match wide-int fields, in practice it leads
2681              to some odd results for const_vectors.  We end up
2682              parameterizing the first N const_ints of the vector
2683              and then (once we reach the maximum number of parameters)
2684              we go on to match the other elements exactly.  */
2685           if (d1->test.kind == rtx_test::WIDE_INT_FIELD)
2686             return false;
2687
2688           /* See whether the label has a generalizable type.  */
2689           parameter::type_enum param_type
2690             = transition_parameter_type (d1->test.kind);
2691           if (param_type == parameter::UNSET)
2692             return false;
2693
2694           /* Match the labels using parameters.  */
2695           new_param1 = parameter (param_type, false, trans1->labels[0]);
2696           if (param_transition_p)
2697             {
2698               if (!set_parameter (params1, param_transition, new_param1))
2699                 return false;
2700             }
2701           else
2702             {
2703               new_param2 = parameter (param_type, false, trans2->labels[0]);
2704               if (!add_parameter (params1, params2, new_param1, new_param2,
2705                                   start_param, &param_transition))
2706                 return false;
2707               param_transition_p = true;
2708             }
2709         }
2710       trans1 = trans1->next;
2711       trans2 = trans2->next;
2712     }
2713
2714   /* Set any unset parameters to their default values.  This occurs if some
2715      other state needed something to be parameterized in order to match SINFO2,
2716      but SINFO1 on its own does not.  */
2717   for (unsigned int i = 0; i < params1.length (); ++i)
2718     if (params1[i].type == parameter::UNSET)
2719       params1[i] = params2[i];
2720
2721   /* The match was successful.  Commit all pending changes to PAT.  */
2722   update_parameters (pat->params, params2);
2723   {
2724     pending_param *pp;
2725     unsigned int i;
2726     FOR_EACH_VEC_ELT (pending_params, i, pp)
2727       *pp->first = parameter (pp->first->type, true, pp->second);
2728   }
2729   pat->param_test = param_test;
2730   pat->param_transition = param_transition;
2731   pat->param_test_p = param_test_p;
2732   pat->param_transition_p = param_transition_p;
2733
2734   /* Record the match of SINFO1.  */
2735   merge_state_result *new_res1 = new merge_state_result (pat, root1,
2736                                                          sinfo1->res);
2737   new_res1->params.splice (params1);
2738   sinfo1->res = new_res1;
2739   return true;
2740 }
2741
2742 /* The number of states that were removed by calling pattern routines.  */
2743 static unsigned int pattern_use_states;
2744
2745 /* The number of states used while defining pattern routines.  */
2746 static unsigned int pattern_def_states;
2747
2748 /* Information used while constructing a use or definition of a pattern
2749    routine.  */
2750 struct create_pattern_info
2751 {
2752   /* The routine itself.  */
2753   pattern_routine *routine;
2754
2755   /* The first unclaimed return value for this particular use or definition.
2756      We walk the substates of uses and definitions in the same order
2757      so each return value always refers to the same position within
2758      the pattern.  */
2759   unsigned int next_result;
2760 };
2761
2762 static void populate_pattern_routine (create_pattern_info *,
2763                                       merge_state_info *, state *,
2764                                       const vec <parameter> &);
2765
2766 /* SINFO matches a pattern for which we've decided to create a C routine.
2767    Return a decision that performs a call to the pattern routine,
2768    but leave the caller to add the transitions to it.  Initialize CPI
2769    for this purpose.  Also create a definition for the pattern routine,
2770    if it doesn't already have one.
2771
2772    PARAMS are the parameters that SINFO passes to its pattern.  */
2773
2774 static decision *
2775 init_pattern_use (create_pattern_info *cpi, merge_state_info *sinfo,
2776                   const vec <parameter> &params)
2777 {
2778   state *s = sinfo->s;
2779   merge_state_result *res = sinfo->res;
2780   merge_pattern_info *pat = res->pattern;
2781   cpi->routine = pat->routine;
2782   if (!cpi->routine)
2783     {
2784       /* We haven't defined the pattern routine yet, so create
2785          a definition now.  */
2786       pattern_routine *routine = new pattern_routine;
2787       pat->routine = routine;
2788       cpi->routine = routine;
2789       routine->s = new state;
2790       routine->insn_p = false;
2791       routine->pnum_clobbers_p = false;
2792
2793       /* Create an "idempotent" mapping of parameter I to parameter I.
2794          Also record the C type of each parameter to the routine.  */
2795       auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> def_params;
2796       for (unsigned int i = 0; i < pat->params.length (); ++i)
2797         {
2798           def_params.quick_push (parameter (pat->params[i].type, true, i));
2799           routine->param_types.quick_push (pat->params[i].type);
2800         }
2801
2802       /* Any of the states that match the pattern could be used to
2803          create the routine definition.  We might as well use SINFO
2804          since it's already to hand.  This means that all positions
2805          in the definition will be relative to RES->root.  */
2806       routine->pos = res->root;
2807       cpi->next_result = 0;
2808       populate_pattern_routine (cpi, sinfo, routine->s, def_params);
2809       gcc_assert (cpi->next_result == pat->num_results);
2810
2811       /* Add the routine to the global list, after the subroutines
2812          that it calls.  */
2813       routine->pattern_id = patterns.length ();
2814       patterns.safe_push (routine);
2815     }
2816
2817   /* Create a decision to call the routine, passing PARAMS to it.  */
2818   pattern_use *use = new pattern_use;
2819   use->routine = pat->routine;
2820   use->params.splice (params);
2821   decision *d = new decision (rtx_test::pattern (res->root, use));
2822
2823   /* If the original decision could use an element of operands[] instead
2824      of an rtx variable, try to transfer it to the new decision.  */
2825   if (s->first->test.pos && res->root == s->first->test.pos)
2826     d->test.pos_operand = s->first->test.pos_operand;
2827
2828   cpi->next_result = 0;
2829   return d;
2830 }
2831
2832 /* Make S return the next unclaimed pattern routine result for CPI.  */
2833
2834 static void
2835 add_pattern_acceptance (create_pattern_info *cpi, state *s)
2836 {
2837   acceptance_type acceptance;
2838   acceptance.type = SUBPATTERN;
2839   acceptance.partial_p = false;
2840   acceptance.u.full.code = cpi->next_result;
2841   add_decision (s, rtx_test::accept (acceptance), true, false);
2842   cpi->next_result += 1;
2843 }
2844
2845 /* Initialize new empty state NEWS so that it implements SINFO's pattern
2846    (here referred to as "P").  P may be the top level of a pattern routine
2847    or a subpattern that should be inlined into its parent pattern's routine
2848    (as per same_pattern_p).  The choice of SINFO for a top-level pattern is
2849    arbitrary; it could be any of the states that use P.  The choice for
2850    subpatterns follows the choice for the parent pattern.
2851
2852    PARAMS gives the value of each parameter to P in terms of the parameters
2853    to the top-level pattern.  If P itself is the top level pattern, PARAMS[I]
2854    is always "parameter (TYPE, true, I)".  */
2855
2856 static void
2857 populate_pattern_routine (create_pattern_info *cpi, merge_state_info *sinfo,
2858                           state *news, const vec <parameter> &params)
2859 {
2860   pattern_def_states += 1;
2861
2862   decision *d = sinfo->s->singleton ();
2863   merge_pattern_info *pat = sinfo->res->pattern;
2864   pattern_routine *routine = cpi->routine;
2865
2866   /* Create a copy of D's test for the pattern routine and generalize it
2867      as appropriate.  */
2868   decision *newd = new decision (d->test);
2869   gcc_assert (newd->test.pos_operand >= 0
2870               || !newd->test.pos
2871               || common_position (newd->test.pos,
2872                                   routine->pos) == routine->pos);
2873   if (pat->param_test_p)
2874     {
2875       const parameter &param = params[pat->param_test];
2876       switch (newd->test.kind)
2877         {
2878         case rtx_test::PREDICATE:
2879           newd->test.u.predicate.mode_is_param = param.is_param;
2880           newd->test.u.predicate.mode = param.value;
2881           break;
2882
2883         case rtx_test::SAVED_CONST_INT:
2884           newd->test.u.integer.is_param = param.is_param;
2885           newd->test.u.integer.value = param.value;
2886           break;
2887
2888         default:
2889           gcc_unreachable ();
2890           break;
2891         }
2892     }
2893   if (d->test.kind == rtx_test::C_TEST)
2894     routine->insn_p = true;
2895   else if (d->test.kind == rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS)
2896     routine->pnum_clobbers_p = true;
2897   news->push_back (newd);
2898
2899   /* Fill in the transitions of NEWD.  */
2900   unsigned int i = 0;
2901   for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
2902     {
2903       /* Create a new state to act as the target of the new transition.  */
2904       state *to_news = new state;
2905       if (merge_pattern_transition *ptrans = pat->transitions[i])
2906         {
2907           /* The pattern hasn't finished matching yet.  Get the target
2908              pattern and the corresponding target state of SINFO.  */
2909           merge_pattern_info *to_pat = ptrans->to;
2910           merge_state_info *to = sinfo->to_states + i;
2911           gcc_assert (to->res->pattern == to_pat);
2912           gcc_assert (ptrans->params.length () == to_pat->params.length ());
2913
2914           /* Express the parameters to TO_PAT in terms of the parameters
2915              to the top-level pattern.  */
2916           auto_vec <parameter, MAX_PATTERN_PARAMS> to_params;
2917           for (unsigned int j = 0; j < ptrans->params.length (); ++j)
2918             {
2919               const parameter &param = ptrans->params[j];
2920               to_params.quick_push (param.is_param
2921                                     ? params[param.value]
2922                                     : param);
2923             }
2924
2925           if (same_pattern_p (pat, to_pat))
2926             /* TO_PAT is part of the current routine, so just recurse.  */
2927             populate_pattern_routine (cpi, to, to_news, to_params);
2928           else
2929             {
2930               /* TO_PAT should be matched by calling a separate routine.  */
2931               create_pattern_info sub_cpi;
2932               decision *subd = init_pattern_use (&sub_cpi, to, to_params);
2933               routine->insn_p |= sub_cpi.routine->insn_p;
2934               routine->pnum_clobbers_p |= sub_cpi.routine->pnum_clobbers_p;
2935
2936               /* Add the pattern routine call to the new target state.  */
2937               to_news->push_back (subd);
2938
2939               /* Add a transition for each successful call result.  */
2940               for (unsigned int j = 0; j < to_pat->num_results; ++j)
2941                 {
2942                   state *res = new state;
2943                   add_pattern_acceptance (cpi, res);
2944                   subd->push_back (new transition (j, res, false));
2945                 }
2946             }
2947         }
2948       else
2949         /* This transition corresponds to a successful match.  */
2950         add_pattern_acceptance (cpi, to_news);
2951
2952       /* Create the transition itself, generalizing as necessary.  */
2953       transition *new_trans = new transition (trans->labels, to_news,
2954                                               trans->optional);
2955       if (pat->param_transition_p)
2956         {
2957           const parameter &param = params[pat->param_transition];
2958           new_trans->is_param = param.is_param;
2959           new_trans->labels[0] = param.value;
2960         }
2961       newd->push_back (new_trans);
2962       i += 1;
2963     }
2964 }
2965
2966 /* USE is a decision that calls a pattern routine and SINFO is part of the
2967    original state tree that the call is supposed to replace.  Add the
2968    transitions for SINFO and its substates to USE.  */
2969
2970 static void
2971 populate_pattern_use (create_pattern_info *cpi, decision *use,
2972                       merge_state_info *sinfo)
2973 {
2974   pattern_use_states += 1;
2975   gcc_assert (!sinfo->merged_p);
2976   sinfo->merged_p = true;
2977   merge_state_result *res = sinfo->res;
2978   merge_pattern_info *pat = res->pattern;
2979   decision *d = sinfo->s->singleton ();
2980   unsigned int i = 0;
2981   for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
2982     {
2983       if (pat->transitions[i])
2984         /* The target state is also part of the pattern.  */
2985         populate_pattern_use (cpi, use, sinfo->to_states + i);
2986       else
2987         {
2988           /* The transition corresponds to a successful return from the
2989              pattern routine.  */
2990           use->push_back (new transition (cpi->next_result, trans->to, false));
2991           cpi->next_result += 1;
2992         }
2993       i += 1;
2994     }
2995 }
2996
2997 /* We have decided to replace SINFO's state with a call to a pattern
2998    routine.  Make the change, creating a definition of the pattern routine
2999    if it doesn't have one already.  */
3000
3001 static void
3002 use_pattern (merge_state_info *sinfo)
3003 {
3004   merge_state_result *res = sinfo->res;
3005   merge_pattern_info *pat = res->pattern;
3006   state *s = sinfo->s;
3007
3008   /* The pattern may have acquired new parameters after it was matched
3009      against SINFO.  Update the parameters that SINFO passes accordingly.  */
3010   update_parameters (res->params, pat->params);
3011
3012   create_pattern_info cpi;
3013   decision *d = init_pattern_use (&cpi, sinfo, res->params);
3014   populate_pattern_use (&cpi, d, sinfo);
3015   s->release ();
3016   s->push_back (d);
3017 }
3018
3019 /* Look through the state trees in STATES for common patterns and
3020    split them into subroutines.  */
3021
3022 static void
3023 split_out_patterns (vec <merge_state_info> &states)
3024 {
3025   unsigned int first_transition = states.length ();
3026   hash_table <test_pattern_hasher> hashtab (128);
3027   /* Stage 1: Create an order in which parent states come before their child
3028      states and in which sibling states are at consecutive locations.
3029      Having consecutive sibling states allows merge_state_info to have
3030      a single to_states pointer.  */
3031   for (unsigned int i = 0; i < states.length (); ++i)
3032     for (decision *d = states[i].s->first; d; d = d->next)
3033       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
3034         {
3035           states.safe_push (trans->to);
3036           states[i].num_transitions += 1;
3037         }
3038   /* Stage 2: Now that the addresses are stable, set up the to_states
3039      pointers.  Look for states that might be merged and enter them
3040      into the hash table.  */
3041   for (unsigned int i = 0; i < states.length (); ++i)
3042     {
3043       merge_state_info *sinfo = &states[i];
3044       if (sinfo->num_transitions)
3045         {
3046           sinfo->to_states = &states[first_transition];
3047           first_transition += sinfo->num_transitions;
3048         }
3049       /* For simplicity, we only try to merge states that have a single
3050          decision.  This is in any case the best we can do for peephole2,
3051          since whether a peephole2 ACCEPT succeeds or not depends on the
3052          specific peephole2 pattern (which is unique to each ACCEPT
3053          and so couldn't be shared between states).  */
3054       if (decision *d = sinfo->s->singleton ())
3055         /* ACCEPT states are unique, so don't even try to merge them.  */
3056         if (d->test.kind != rtx_test::ACCEPT
3057             && (pattern_have_num_clobbers_p
3058                 || d->test.kind != rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS)
3059             && (pattern_c_test_p
3060                 || d->test.kind != rtx_test::C_TEST))
3061           {
3062             merge_state_info **slot = hashtab.find_slot (sinfo, INSERT);
3063             sinfo->prev_same_test = *slot;
3064             *slot = sinfo;
3065           }
3066     }
3067   /* Stage 3: Walk backwards through the list of states and try to merge
3068      them.  This is a greedy, bottom-up match; parent nodes can only start
3069      a new leaf pattern if they fail to match when combined with all child
3070      nodes that have matching patterns.
3071
3072      For each state we keep a list of potential matches, with each
3073      potential match being larger (and deeper) than the next match in
3074      the list.  The final element in the list is a leaf pattern that
3075      matches just a single state.
3076
3077      Each candidate pattern created in this loop is unique -- it won't
3078      have been seen by an earlier iteration.  We try to match each pattern
3079      with every state that appears earlier in STATES.
3080
3081      Because the patterns created in the loop are unique, any state
3082      that already has a match must have a final potential match that
3083      is different from any new leaf pattern.  Therefore, when matching
3084      leaf patterns, we need only consider states whose list of matches
3085      is empty.
3086
3087      The non-leaf patterns that we try are as deep as possible
3088      and are an extension of the state's previous best candidate match (PB).
3089      We need only consider states whose current potential match is also PB;
3090      any states that don't match as much as PB cannnot match the new pattern,
3091      while any states that already match more than PB must be different from
3092      the new pattern.  */
3093   for (unsigned int i2 = states.length (); i2-- > 0; )
3094     {
3095       merge_state_info *sinfo2 = &states[i2];
3096
3097       /* Enforce the bottom-upness of the match: remove matches with later
3098          states if SINFO2's child states ended up finding a better match.  */
3099       prune_invalid_results (sinfo2);
3100
3101       /* Do nothing if the state doesn't match a later one and if there are
3102          no earlier states it could match.  */
3103       if (!sinfo2->res && !sinfo2->prev_same_test)
3104         continue;
3105
3106       merge_state_result *res2 = sinfo2->res;
3107       decision *d2 = sinfo2->s->singleton ();
3108       position *root2 = (d2->test.pos_operand < 0 ? d2->test.pos : 0);
3109       unsigned int num_transitions = sinfo2->num_transitions;
3110
3111       /* If RES2 is null then SINFO2's test in isolation has not been seen
3112          before.  First try matching that on its own.  */
3113       if (!res2)
3114         {
3115           merge_pattern_info *new_pat
3116             = new merge_pattern_info (num_transitions);
3117           merge_state_result *new_res2
3118             = new merge_state_result (new_pat, root2, res2);
3119           sinfo2->res = new_res2;
3120
3121           new_pat->num_statements = !d2->test.single_outcome_p ();
3122           new_pat->num_results = num_transitions;
3123           bool matched_p = false;
3124           /* Look for states that don't currently match anything but
3125              can be made to match SINFO2 on its own.  */
3126           for (merge_state_info *sinfo1 = sinfo2->prev_same_test; sinfo1;
3127                sinfo1 = sinfo1->prev_same_test)
3128             if (!sinfo1->res && merge_patterns (sinfo1, sinfo2))
3129               matched_p = true;
3130           if (!matched_p)
3131             {
3132               /* No other states match.  */
3133               sinfo2->res = res2;
3134               delete new_pat;
3135               delete new_res2;
3136               continue;
3137             }
3138           else
3139             res2 = new_res2;
3140         }
3141
3142       /* Keep the existing pattern if it's as good as anything we'd
3143          create for SINFO2.  */
3144       if (complete_result_p (res2->pattern, sinfo2))
3145         {
3146           res2->pattern->num_users += 1;
3147           continue;
3148         }
3149
3150       /* Create a new pattern for SINFO2.  */
3151       merge_pattern_info *new_pat = new merge_pattern_info (num_transitions);
3152       merge_state_result *new_res2
3153         = new merge_state_result (new_pat, root2, res2);
3154       sinfo2->res = new_res2;
3155
3156       /* Fill in details about the pattern.  */
3157       new_pat->num_statements = !d2->test.single_outcome_p ();
3158       new_pat->num_results = 0;
3159       for (unsigned int j = 0; j < num_transitions; ++j)
3160         if (merge_state_result *to_res = sinfo2->to_states[j].res)
3161           {
3162             /* Count the target state as part of this pattern.
3163                First update the root position so that it can reach
3164                the target state's root.  */
3165             if (to_res->root)
3166               {
3167                 if (new_res2->root)
3168                   new_res2->root = common_position (new_res2->root,
3169                                                     to_res->root);
3170                 else
3171                   new_res2->root = to_res->root;
3172               }
3173             merge_pattern_info *to_pat = to_res->pattern;
3174             merge_pattern_transition *ptrans
3175               = new merge_pattern_transition (to_pat);
3176
3177             /* TO_PAT may have acquired more parameters when matching
3178                states earlier in STATES than TO_RES's, but the list is
3179                now final.  Make sure that TO_RES is up to date.  */
3180             update_parameters (to_res->params, to_pat->params);
3181
3182             /* Start out by assuming that every user of NEW_PAT will
3183                want to pass the same (constant) parameters as TO_RES.  */
3184             update_parameters (ptrans->params, to_res->params);
3185
3186             new_pat->transitions[j] = ptrans;
3187             new_pat->num_statements += to_pat->num_statements;
3188             new_pat->num_results += to_pat->num_results;
3189           }
3190         else
3191           /* The target state doesn't match anything and so is not part
3192              of the pattern.  */
3193           new_pat->num_results += 1;
3194
3195       /* See if any earlier states that match RES2's pattern also match
3196          NEW_PAT.  */
3197       bool matched_p = false;
3198       for (merge_state_info *sinfo1 = sinfo2->prev_same_test; sinfo1;
3199            sinfo1 = sinfo1->prev_same_test)
3200         {
3201           prune_invalid_results (sinfo1);
3202           if (sinfo1->res
3203               && sinfo1->res->pattern == res2->pattern
3204               && merge_patterns (sinfo1, sinfo2))
3205             matched_p = true;
3206         }
3207       if (!matched_p)
3208         {
3209           /* Nothing else matches NEW_PAT, so go back to the previous
3210              pattern (possibly just a single-state one).  */
3211           sinfo2->res = res2;
3212           delete new_pat;
3213           delete new_res2;
3214         }
3215       /* Assume that SINFO2 will use RES.  At this point we don't know
3216          whether earlier states that match the same pattern will use
3217          that match or a different one.  */
3218       sinfo2->res->pattern->num_users += 1;
3219     }
3220   /* Step 4: Finalize the choice of pattern for each state, ignoring
3221      patterns that were only used once.  Update each pattern's size
3222      so that it doesn't include subpatterns that are going to be split
3223      out into subroutines.  */
3224   for (unsigned int i = 0; i < states.length (); ++i)
3225     {
3226       merge_state_info *sinfo = &states[i];
3227       merge_state_result *res = sinfo->res;
3228       /* Wind past patterns that are only used by SINFO.  */
3229       while (res && res->pattern->num_users == 1)
3230         {
3231           res = res->prev;
3232           sinfo->res = res;
3233           if (res)
3234             res->pattern->num_users += 1;
3235         }
3236       if (!res)
3237         continue;
3238
3239       /* We have a shared pattern and are now committed to the match.  */
3240       merge_pattern_info *pat = res->pattern;
3241       gcc_assert (valid_result_p (pat, sinfo));
3242
3243       if (!pat->complete_p)
3244         {
3245           /* Look for subpatterns that are going to be split out and remove
3246              them from the number of statements.  */
3247           for (unsigned int j = 0; j < sinfo->num_transitions; ++j)
3248             if (merge_pattern_transition *ptrans = pat->transitions[j])
3249               {
3250                 merge_pattern_info *to_pat = ptrans->to;
3251                 if (!same_pattern_p (pat, to_pat))
3252                   pat->num_statements -= to_pat->num_statements;
3253               }
3254           pat->complete_p = true;
3255         }
3256     }
3257   /* Step 5: Split out the patterns.  */
3258   for (unsigned int i = 0; i < states.length (); ++i)
3259     {
3260       merge_state_info *sinfo = &states[i];
3261       merge_state_result *res = sinfo->res;
3262       if (!sinfo->merged_p && res && useful_pattern_p (res->pattern))
3263         use_pattern (sinfo);
3264     }
3265   fprintf (stderr, "Shared %d out of %d states by creating %d new states,"
3266            " saving %d\n",
3267            pattern_use_states, states.length (), pattern_def_states,
3268            pattern_use_states - pattern_def_states);
3269 }
3270
3271 /* Information about a state tree that we're considering splitting into a
3272    subroutine.  */
3273 struct state_size
3274 {
3275   /* The number of pseudo-statements in the state tree.  */
3276   unsigned int num_statements;
3277
3278   /* The approximate number of nested "if" and "switch" statements that
3279      would be required if control could fall through to a later state.  */
3280   unsigned int depth;
3281 };
3282
3283 /* Pairs a transition with information about its target state.  */
3284 typedef std::pair <transition *, state_size> subroutine_candidate;
3285
3286 /* Sort two subroutine_candidates so that the one with the largest
3287    number of statements comes last.  */
3288
3289 static int
3290 subroutine_candidate_cmp (const void *a, const void *b)
3291 {
3292   return int (((const subroutine_candidate *) a)->second.num_statements
3293               - ((const subroutine_candidate *) b)->second.num_statements);
3294 }
3295
3296 /* Turn S into a subroutine of type TYPE and add it to PROCS.  Return a new
3297    state that performs a subroutine call to S.  */
3298
3299 static state *
3300 create_subroutine (routine_type type, state *s, vec <state *> &procs)
3301 {
3302   procs.safe_push (s);
3303   acceptance_type acceptance;
3304   acceptance.type = type;
3305   acceptance.partial_p = true;
3306   acceptance.u.subroutine_id = procs.length ();
3307   state *news = new state;
3308   add_decision (news, rtx_test::accept (acceptance), true, false);
3309   return news;
3310 }
3311
3312 /* Walk state tree S, of type TYPE, and look for subtrees that would be
3313    better split into subroutines.  Accumulate all such subroutines in PROCS.
3314    Return the size of the new state tree (excluding subroutines).  */
3315
3316 static state_size
3317 find_subroutines (routine_type type, state *s, vec <state *> &procs)
3318 {
3319   auto_vec <subroutine_candidate, 16> candidates;
3320   state_size size;
3321   size.num_statements = 0;
3322   size.depth = 0;
3323   for (decision *d = s->first; d; d = d->next)
3324     {
3325       if (!d->test.single_outcome_p ())
3326         size.num_statements += 1;
3327       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
3328         {
3329           /* Keep chains of simple decisions together if we know that no
3330              change of position is required.  We'll output this chain as a
3331              single "if" statement, so it counts as a single nesting level.  */
3332           if (d->test.pos && d->if_statement_p ())
3333             for (;;)
3334               {
3335                 decision *newd = trans->to->singleton ();
3336                 if (!newd
3337                     || (newd->test.pos
3338                         && newd->test.pos_operand < 0
3339                         && newd->test.pos != d->test.pos)
3340                     || !newd->if_statement_p ())
3341                   break;
3342                 if (!newd->test.single_outcome_p ())
3343                   size.num_statements += 1;
3344                 trans = newd->singleton ();
3345                 if (newd->test.kind == rtx_test::SET_OP
3346                     || newd->test.kind == rtx_test::ACCEPT)
3347                   break;
3348               }
3349           /* The target of TRANS is a subroutine candidate.  First recurse
3350              on it to see how big it is after subroutines have been
3351              split out.  */
3352           state_size to_size = find_subroutines (type, trans->to, procs);
3353           if (d->next && to_size.depth > MAX_DEPTH)
3354             /* Keeping the target state in the same routine would lead
3355                to an excessive nesting of "if" and "switch" statements.
3356                Split it out into a subroutine so that it can use
3357                inverted tests that return early on failure.  */
3358             trans->to = create_subroutine (type, trans->to, procs);
3359           else
3360             {
3361               size.num_statements += to_size.num_statements;
3362               if (to_size.num_statements < MIN_NUM_STATEMENTS)
3363                 /* The target state is too small to be worth splitting.
3364                    Keep it in the same routine as S.  */
3365                 size.depth = MAX (size.depth, to_size.depth);
3366               else
3367                 /* Assume for now that we'll keep the target state in the
3368                    same routine as S, but record it as a subroutine candidate
3369                    if S grows too big.  */
3370                 candidates.safe_push (subroutine_candidate (trans, to_size));
3371             }
3372         }
3373     }
3374   if (size.num_statements > MAX_NUM_STATEMENTS)
3375     {
3376       /* S is too big.  Sort the subroutine candidates so that bigger ones
3377          are nearer the end.  */
3378       candidates.qsort (subroutine_candidate_cmp);
3379       while (!candidates.is_empty ()
3380              && size.num_statements > MAX_NUM_STATEMENTS)
3381         {
3382           /* Peel off a candidate and force it into a subroutine.  */
3383           subroutine_candidate cand = candidates.pop ();
3384           size.num_statements -= cand.second.num_statements;
3385           cand.first->to = create_subroutine (type, cand.first->to, procs);
3386         }
3387     }
3388   /* Update the depth for subroutine candidates that we decided not to
3389      split out.  */
3390   for (unsigned int i = 0; i < candidates.length (); ++i)
3391     size.depth = MAX (size.depth, candidates[i].second.depth);
3392   size.depth += 1;
3393   return size;
3394 }
3395
3396 /* Return true if, for all X, PRED (X, MODE) implies that X has mode MODE.  */
3397
3398 static bool
3399 safe_predicate_mode (const struct pred_data *pred, machine_mode mode)
3400 {
3401   /* Scalar integer constants have VOIDmode.  */
3402   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_INT
3403       && (pred->codes[CONST_INT]
3404           || pred->codes[CONST_DOUBLE]
3405           || pred->codes[CONST_WIDE_INT]))
3406     return false;
3407
3408   return !pred->special && mode != VOIDmode;
3409 }
3410
3411 /* Fill CODES with the set of codes that could be matched by PRED.  */
3412
3413 static void
3414 get_predicate_codes (const struct pred_data *pred, int_set *codes)
3415 {
3416   for (int i = 0; i < NUM_TRUE_RTX_CODE; ++i)
3417     if (!pred || pred->codes[i])
3418       codes->safe_push (i);
3419 }
3420
3421 /* Return true if the first path through D1 tests the same thing as D2.  */
3422
3423 static bool
3424 has_same_test_p (decision *d1, decision *d2)
3425 {
3426   do
3427     {
3428       if (d1->test == d2->test)
3429         return true;
3430       d1 = d1->first->to->first;
3431     }
3432   while (d1);
3433   return false;
3434 }
3435
3436 /* Return true if D1 and D2 cannot match the same rtx.  All states reachable
3437    from D2 have single decisions and all those decisions have single
3438    transitions.  */
3439
3440 static bool
3441 mutually_exclusive_p (decision *d1, decision *d2)
3442 {
3443   /* If one path through D1 fails to test the same thing as D2, assume
3444      that D2's test could be true for D1 and look for a later, more useful,
3445      test.  This isn't as expensive as it looks in practice.  */
3446   while (!has_same_test_p (d1, d2))
3447     {
3448       d2 = d2->singleton ()->to->singleton ();
3449       if (!d2)
3450         return false;
3451     }
3452   if (d1->test == d2->test)
3453     {
3454       /* Look for any transitions from D1 that have the same labels as
3455          the transition from D2.  */
3456       transition *trans2 = d2->singleton ();
3457       for (transition *trans1 = d1->first; trans1; trans1 = trans1->next)
3458         {
3459           int_set::iterator i1 = trans1->labels.begin ();
3460           int_set::iterator end1 = trans1->labels.end ();
3461           int_set::iterator i2 = trans2->labels.begin ();
3462           int_set::iterator end2 = trans2->labels.end ();
3463           while (i1 != end1 && i2 != end2)
3464             if (*i1 < *i2)
3465               ++i1;
3466             else if (*i2 < *i1)
3467               ++i2;
3468             else
3469               {
3470                 /* TRANS1 has some labels in common with TRANS2.  Assume
3471                    that D1 and D2 could match the same rtx if the target
3472                    of TRANS1 could match the same rtx as D2.  */
3473                 for (decision *subd1 = trans1->to->first;
3474                      subd1; subd1 = subd1->next)
3475                   if (!mutually_exclusive_p (subd1, d2))
3476                     return false;
3477                 break;
3478               }
3479         }
3480       return true;
3481     }
3482   for (transition *trans1 = d1->first; trans1; trans1 = trans1->next)
3483     for (decision *subd1 = trans1->to->first; subd1; subd1 = subd1->next)
3484       if (!mutually_exclusive_p (subd1, d2))
3485         return false;
3486   return true;
3487 }
3488
3489 /* Try to merge S2's decision into D1, given that they have the same test.
3490    Fail only if EXCLUDE is nonnull and the new transition would have the
3491    same labels as *EXCLUDE.  When returning true, set *NEXT_S1, *NEXT_S2
3492    and *NEXT_EXCLUDE as for merge_into_state_1, or set *NEXT_S2 to null
3493    if the merge is complete.  */
3494
3495 static bool
3496 merge_into_decision (decision *d1, state *s2, const int_set *exclude,
3497                      state **next_s1, state **next_s2,
3498                      const int_set **next_exclude)
3499 {
3500   decision *d2 = s2->singleton ();
3501   transition *trans2 = d2->singleton ();
3502
3503   /* Get a list of the transitions that intersect TRANS2.  */
3504   auto_vec <transition *, 32> intersecting;
3505   for (transition *trans1 = d1->first; trans1; trans1 = trans1->next)
3506     {
3507       int_set::iterator i1 = trans1->labels.begin ();
3508       int_set::iterator end1 = trans1->labels.end ();
3509       int_set::iterator i2 = trans2->labels.begin ();
3510       int_set::iterator end2 = trans2->labels.end ();
3511       bool trans1_is_subset = true;
3512       bool trans2_is_subset = true;
3513       bool intersect_p = false;
3514       while (i1 != end1 && i2 != end2)
3515         if (*i1 < *i2)
3516           {
3517             trans1_is_subset = false;
3518             ++i1;
3519           }
3520         else if (*i2 < *i1)
3521           {
3522             trans2_is_subset = false;
3523             ++i2;
3524           }
3525         else
3526           {
3527             intersect_p = true;
3528             ++i1;
3529             ++i2;
3530           }
3531       if (i1 != end1)
3532         trans1_is_subset = false;
3533       if (i2 != end2)
3534         trans2_is_subset = false;
3535       if (trans1_is_subset && trans2_is_subset)
3536         {
3537           /* There's already a transition that matches exactly.
3538              Merge the target states.  */
3539           trans1->optional &= trans2->optional;
3540           *next_s1 = trans1->to;
3541           *next_s2 = trans2->to;
3542           *next_exclude = 0;
3543           return true;
3544         }
3545       if (trans2_is_subset)
3546         {
3547           /* TRANS1 has all the labels that TRANS2 needs.  Merge S2 into
3548              the target of TRANS1, but (to avoid infinite recursion)
3549              make sure that we don't end up creating another transition
3550              like TRANS1.  */
3551           *next_s1 = trans1->to;
3552           *next_s2 = s2;
3553           *next_exclude = &trans1->labels;
3554           return true;
3555         }
3556       if (intersect_p)
3557         intersecting.safe_push (trans1);
3558     }
3559
3560   if (intersecting.is_empty ())
3561     {
3562       /* No existing labels intersect the new ones.  We can just add
3563          TRANS2 itself.  */
3564       d1->push_back (d2->release ());
3565       *next_s1 = 0;
3566       *next_s2 = 0;
3567       *next_exclude = 0;
3568       return true;
3569     }
3570
3571   /* Take the union of the labels in INTERSECTING and TRANS2.  Store the
3572      result in COMBINED and use NEXT as a temporary.  */
3573   int_set tmp1 = trans2->labels, tmp2;
3574   int_set *combined = &tmp1, *next = &tmp2;
3575   for (unsigned int i = 0; i < intersecting.length (); ++i)
3576     {
3577       transition *trans1 = intersecting[i];
3578       next->truncate (0);
3579       next->safe_grow (trans1->labels.length () + combined->length ());
3580       int_set::iterator end
3581         = std::set_union (trans1->labels.begin (), trans1->labels.end (),
3582                           combined->begin (), combined->end (),
3583                           next->begin ());
3584       next->truncate (end - next->begin ());
3585       std::swap (next, combined);
3586     }
3587
3588   /* Stop now if we've been told not to create a transition with these
3589      labels.  */
3590   if (exclude && *combined == *exclude)
3591     return false;
3592
3593   /* Get the transition that should carry the new labels.  */
3594   transition *new_trans = intersecting[0];
3595   if (intersecting.length () == 1)
3596     {
3597       /* We're merging with one existing transition whose labels are a
3598          subset of those required.  If both transitions are optional,
3599          we can just expand the set of labels so that it's suitable
3600          for both transitions.  It isn't worth preserving the original
3601          transitions since we know that they can't be merged; we would
3602          need to backtrack to S2 if TRANS1->to fails.  In contrast,
3603          we might be able to merge the targets of the transitions
3604          without any backtracking.
3605
3606          If instead the existing transition is not optional, ensure that
3607          all target decisions are suitably protected.  Some decisions
3608          might already have a more specific requirement than NEW_TRANS,
3609          in which case there's no point testing NEW_TRANS as well.  E.g. this
3610          would have happened if a test for an (eq ...) rtx had been
3611          added to a decision that tested whether the code is suitable
3612          for comparison_operator.  The original comparison_operator
3613          transition would have been non-optional and the (eq ...) test
3614          would be performed by a second decision in the target of that
3615          transition.
3616
3617          The remaining case -- keeping the original optional transition
3618          when adding a non-optional TRANS2 -- is a wash.  Preserving
3619          the optional transition only helps if we later merge another
3620          state S3 that is mutually exclusive with S2 and whose labels
3621          belong to *COMBINED - TRANS1->labels.  We can then test the
3622          original NEW_TRANS and S3 in the same decision.  We keep the
3623          optional transition around for that case, but it occurs very
3624          rarely.  */
3625       gcc_assert (new_trans->labels != *combined);
3626       if (!new_trans->optional || !trans2->optional)
3627         {
3628           decision *start = 0;
3629           for (decision *end = new_trans->to->first; end; end = end->next)
3630             {
3631               if (!start && end->test != d1->test)
3632                 /* END belongs to a range of decisions that need to be
3633                    protected by NEW_TRANS.  */
3634                 start = end;
3635               if (start && (!end->next || end->next->test == d1->test))
3636                 {
3637                   /* Protect [START, END] with NEW_TRANS.  The decisions
3638                      move to NEW_S and NEW_D becomes part of NEW_TRANS->to.  */
3639                   state *new_s = new state;
3640                   decision *new_d = new decision (d1->test);
3641                   new_d->push_back (new transition (new_trans->labels, new_s,
3642                                                     new_trans->optional));
3643                   state::range r (start, end);
3644                   new_trans->to->replace (r, new_d);
3645                   new_s->push_back (r);
3646
3647                   /* Continue with an empty range.  */
3648                   start = 0;
3649
3650                   /* Continue from the decision after NEW_D.  */
3651                   end = new_d;
3652                 }
3653             }
3654         }
3655       new_trans->optional = true;
3656       new_trans->labels = *combined;
3657     }
3658   else
3659     {
3660       /* We're merging more than one existing transition together.
3661          Those transitions are successfully dividing the matching space
3662          and so we want to preserve them, even if they're optional.
3663
3664          Create a new transition with the union set of labels and make
3665          it go to a state that has the original transitions.  */
3666       decision *new_d = new decision (d1->test);
3667       for (unsigned int i = 0; i < intersecting.length (); ++i)
3668         new_d->push_back (d1->remove (intersecting[i]));
3669
3670       state *new_s = new state;
3671       new_s->push_back (new_d);
3672
3673       new_trans = new transition (*combined, new_s, true);
3674       d1->push_back (new_trans);
3675     }
3676
3677   /* We now have an optional transition with labels *COMBINED.  Decide
3678      whether we can use it as TRANS2 or whether we need to merge S2
3679      into the target of NEW_TRANS.  */
3680   gcc_assert (new_trans->optional);
3681   if (new_trans->labels == trans2->labels)
3682     {
3683       /* NEW_TRANS matches TRANS2.  Just merge the target states.  */
3684       new_trans->optional = trans2->optional;
3685       *next_s1 = new_trans->to;
3686       *next_s2 = trans2->to;
3687       *next_exclude = 0;
3688     }
3689   else
3690     {
3691       /* Try to merge TRANS2 into the target of the overlapping transition,
3692          but (to prevent infinite recursion or excessive redundancy) without
3693          creating another transition of the same type.  */
3694       *next_s1 = new_trans->to;
3695       *next_s2 = s2;
3696       *next_exclude = &new_trans->labels;
3697     }
3698   return true;
3699 }
3700
3701 /* Make progress in merging S2 into S1, given that each state in S2
3702    has a single decision.  If EXCLUDE is nonnull, avoid creating a new
3703    transition with the same test as S2's decision and with the labels
3704    in *EXCLUDE.
3705
3706    Return true if there is still work to do.  When returning true,
3707    set *NEXT_S1, *NEXT_S2 and *NEXT_EXCLUDE to the values that
3708    S1, S2 and EXCLUDE should have next time round.
3709
3710    If S1 and S2 both match a particular rtx, give priority to S1.  */
3711
3712 static bool
3713 merge_into_state_1 (state *s1, state *s2, const int_set *exclude,
3714                     state **next_s1, state **next_s2,
3715                     const int_set **next_exclude)
3716 {
3717   decision *d2 = s2->singleton ();
3718   if (decision *d1 = s1->last)
3719     {
3720       if (d1->test.terminal_p ())
3721         /* D1 is an unconditional return, so S2 can never match.  This can
3722            sometimes be a bug in the .md description, but might also happen
3723            if genconditions forces some conditions to true for certain
3724            configurations.  */
3725         return false;
3726
3727       /* Go backwards through the decisions in S1, stopping once we find one
3728          that could match the same thing as S2.  */
3729       while (d1->prev && mutually_exclusive_p (d1, d2))
3730         d1 = d1->prev;
3731
3732       /* Search forwards from that point, merging D2 into the first
3733          decision we can.  */
3734       for (; d1; d1 = d1->next)
3735         {
3736           /* If S2 performs some optional tests before testing the same thing
3737              as D1, those tests do not help to distinguish D1 and S2, so it's
3738              better to drop them.  Search through such optional decisions
3739              until we find something that tests the same thing as D1.  */
3740           state *sub_s2 = s2;
3741           for (;;)
3742             {
3743               decision *sub_d2 = sub_s2->singleton ();
3744               if (d1->test == sub_d2->test)
3745                 {
3746                   /* Only apply EXCLUDE if we're testing the same thing
3747                      as D2.  */
3748                   const int_set *sub_exclude = (d2 == sub_d2 ? exclude : 0);
3749
3750                   /* Try to merge SUB_S2 into D1.  This can only fail if
3751                      it would involve creating a new transition with
3752                      labels SUB_EXCLUDE.  */
3753                   if (merge_into_decision (d1, sub_s2, sub_exclude,
3754                                            next_s1, next_s2, next_exclude))
3755                     return *next_s2 != 0;
3756
3757                   /* Can't merge with D1; try a later decision.  */
3758                   break;
3759                 }
3760               transition *sub_trans2 = sub_d2->singleton ();
3761               if (!sub_trans2->optional)
3762                 /* Can't merge with D1; try a later decision.  */
3763                 break;
3764               sub_s2 = sub_trans2->to;
3765             }
3766         }
3767     }
3768
3769   /* We can't merge D2 with any existing decision.  Just add it to the end.  */
3770   s1->push_back (s2->release ());
3771   return false;
3772 }
3773
3774 /* Merge S2 into S1.  If they both match a particular rtx, give
3775    priority to S1.  Each state in S2 has a single decision.  */
3776
3777 static void
3778 merge_into_state (state *s1, state *s2)
3779 {
3780   const int_set *exclude = 0;
3781   while (s2 && merge_into_state_1 (s1, s2, exclude, &s1, &s2, &exclude))
3782     continue;
3783 }
3784
3785 /* Pairs a pattern that needs to be matched with the rtx position at
3786    which the pattern should occur.  */
3787 struct pattern_pos {
3788   pattern_pos () {}
3789   pattern_pos (rtx, position *);
3790
3791   rtx pattern;
3792   position *pos;
3793 };
3794
3795 pattern_pos::pattern_pos (rtx pattern_in, position *pos_in)
3796   : pattern (pattern_in), pos (pos_in)
3797 {}
3798
3799 /* Compare entries according to their depth-first order.  There shouldn't
3800    be two entries at the same position.  */
3801
3802 bool
3803 operator < (const pattern_pos &e1, const pattern_pos &e2)
3804 {
3805   int diff = compare_positions (e1.pos, e2.pos);
3806   gcc_assert (diff != 0 || e1.pattern == e2.pattern);
3807   return diff < 0;
3808 }
3809
3810 /* Return the name of the predicate matched by MATCH_RTX.  */
3811
3812 static const char *
3813 predicate_name (rtx match_rtx)
3814 {
3815   if (GET_CODE (match_rtx) == MATCH_SCRATCH)
3816     return "scratch_operand";
3817   else
3818     return XSTR (match_rtx, 1);
3819 }
3820
3821 /* Add new decisions to S that check whether the rtx at position POS
3822    matches PATTERN.  Return the state that is reached in that case.
3823    TOP_PATTERN is the overall pattern, as passed to match_pattern_1.  */
3824
3825 static state *
3826 match_pattern_2 (state *s, rtx top_pattern, position *pos, rtx pattern)
3827 {
3828   auto_vec <pattern_pos, 32> worklist;
3829   auto_vec <pattern_pos, 32> pred_and_mode_tests;
3830   auto_vec <pattern_pos, 32> dup_tests;
3831
3832   worklist.safe_push (pattern_pos (pattern, pos));
3833   while (!worklist.is_empty ())
3834     {
3835       pattern_pos next = worklist.pop ();
3836       pattern = next.pattern;
3837       pos = next.pos;
3838       unsigned int reverse_s = worklist.length ();
3839
3840       enum rtx_code code = GET_CODE (pattern);
3841       switch (code)
3842         {
3843         case MATCH_OP_DUP:
3844         case MATCH_DUP:
3845         case MATCH_PAR_DUP:
3846           /* Add a test that the rtx matches the earlier one, but only
3847              after the structure and predicates have been checked.  */
3848           dup_tests.safe_push (pattern_pos (pattern, pos));
3849
3850           /* Use the same code check as the original operand.  */
3851           pattern = find_operand (top_pattern, XINT (pattern, 0), NULL_RTX);
3852           /* Fall through.  */
3853
3854         case MATCH_PARALLEL:
3855         case MATCH_OPERAND:
3856         case MATCH_SCRATCH:
3857         case MATCH_OPERATOR:
3858           {
3859             const char *pred_name = predicate_name (pattern);
3860             const struct pred_data *pred = 0;
3861             if (pred_name[0] != 0)
3862               {
3863                 pred = lookup_predicate (pred_name);
3864                 /* Only report errors once per rtx.  */
3865                 if (code == GET_CODE (pattern))
3866                   {
3867                     if (!pred)
3868                       error_with_line (pattern_lineno,
3869                                        "unknown predicate '%s'"
3870                                        " in '%s' expression",
3871                                        pred_name, GET_RTX_NAME (code));
3872                     else if (code == MATCH_PARALLEL
3873                              && pred->singleton != PARALLEL)
3874                       error_with_line (pattern_lineno,
3875                                        "predicate '%s' used in match_parallel"
3876                                        " does not allow only PARALLEL",
3877                                        pred->name);
3878                   }
3879               }
3880
3881             if (code == MATCH_PARALLEL || code == MATCH_PAR_DUP)
3882               {
3883                 /* Check that we have a parallel with enough elements.  */
3884                 s = add_decision (s, rtx_test::code (pos), PARALLEL, false);
3885                 int min_len = XVECLEN (pattern, 2);
3886                 s = add_decision (s, rtx_test::veclen_ge (pos, min_len),
3887                                   true, false);
3888               }
3889             else
3890               {
3891                 /* Check that the rtx has one of codes accepted by the
3892                    predicate.  This is necessary when matching suboperands
3893                    of a MATCH_OPERATOR or MATCH_OP_DUP, since we can't
3894                    call XEXP (X, N) without checking that X has at least
3895                    N+1 operands.  */
3896                 int_set codes;
3897                 get_predicate_codes (pred, &codes);
3898                 bool need_codes = (pred
3899                                    && (code == MATCH_OPERATOR
3900                                        || code == MATCH_OP_DUP));
3901                 s = add_decision (s, rtx_test::code (pos), codes, !need_codes);
3902               }
3903
3904             /* Postpone the predicate check until we've checked the rest
3905                of the rtx structure.  */
3906             if (code == GET_CODE (pattern))
3907               pred_and_mode_tests.safe_push (pattern_pos (pattern, pos));
3908
3909             /* If we need to match suboperands, add them to the worklist.  */
3910             if (code == MATCH_OPERATOR || code == MATCH_PARALLEL)
3911               {
3912                 position **subpos_ptr;
3913                 enum position_type pos_type;
3914                 int i;
3915                 if (code == MATCH_OPERATOR || code == MATCH_OP_DUP)
3916                   {
3917                     pos_type = POS_XEXP;
3918                     subpos_ptr = &pos->xexps;
3919                     i = (code == MATCH_OPERATOR ? 2 : 1);
3920                   }
3921                 else
3922                   {
3923                     pos_type = POS_XVECEXP0;
3924                     subpos_ptr = &pos->xvecexp0s;
3925                     i = 2;
3926                   }
3927                 for (int j = 0; j < XVECLEN (pattern, i); ++j)
3928                   {
3929                     position *subpos = next_position (subpos_ptr, pos,
3930                                                       pos_type, j);
3931                     worklist.safe_push (pattern_pos (XVECEXP (pattern, i, j),
3932                                                subpos));
3933                     subpos_ptr = &subpos->next;
3934                   }
3935               }
3936             break;
3937           }
3938
3939         default:
3940           {
3941             /* Check that the rtx has the right code.  */
3942             s = add_decision (s, rtx_test::code (pos), code, false);
3943
3944             /* Queue a test for the mode if one is specified.  */
3945             if (GET_MODE (pattern) != VOIDmode)
3946               pred_and_mode_tests.safe_push (pattern_pos (pattern, pos));
3947
3948             /* Push subrtxes onto the worklist.  Match nonrtx operands now.  */
3949             const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3950             position **subpos_ptr = &pos->xexps;
3951             for (size_t i = 0; fmt[i]; ++i)
3952               {
3953                 position *subpos = next_position (subpos_ptr, pos,
3954                                                   POS_XEXP, i);
3955                 switch (fmt[i])
3956                   {
3957                   case 'e': case 'u':
3958                     worklist.safe_push (pattern_pos (XEXP (pattern, i),
3959                                                      subpos));
3960                     break;
3961
3962                   case 'E':
3963                     {
3964                       /* Make sure the vector has the right number of
3965                          elements.  */
3966                       int length = XVECLEN (pattern, i);
3967                       s = add_decision (s, rtx_test::veclen (pos),
3968                                         length, false);
3969
3970                       position **subpos2_ptr = &pos->xvecexp0s;
3971                       for (int j = 0; j < length; j++)
3972                         {
3973                           position *subpos2 = next_position (subpos2_ptr, pos,
3974                                                              POS_XVECEXP0, j);
3975                           rtx x = XVECEXP (pattern, i, j);
3976                           worklist.safe_push (pattern_pos (x, subpos2));
3977                           subpos2_ptr = &subpos2->next;
3978                         }
3979                       break;
3980                     }
3981
3982                   case 'i':
3983                     /* Make sure that XINT (X, I) has the right value.  */
3984                     s = add_decision (s, rtx_test::int_field (pos, i),
3985                                       XINT (pattern, i), false);
3986                     break;
3987
3988                   case 'r':
3989                     /* Make sure that REGNO (X) has the right value.  */
3990                     gcc_assert (i == 0);
3991                     s = add_decision (s, rtx_test::regno_field (pos),
3992                                       REGNO (pattern), false);
3993                     break;
3994
3995                   case 'w':
3996                     /* Make sure that XWINT (X, I) has the right value.  */
3997                     s = add_decision (s, rtx_test::wide_int_field (pos, i),
3998                                       XWINT (pattern, 0), false);
3999                     break;
4000
4001                   case '0':
4002                     break;
4003
4004                   default:
4005                     gcc_unreachable ();
4006                   }
4007                 subpos_ptr = &subpos->next;
4008               }
4009           }
4010           break;
4011         }
4012       /* Operands are pushed onto the worklist so that later indices are
4013          nearer the top.  That's what we want for SETs, since a SET_SRC
4014          is a better discriminator than a SET_DEST.  In other cases it's
4015          usually better to match earlier indices first.  This is especially
4016          true of PARALLELs, where the first element tends to be the most
4017          individual.  It's also true for commutative operators, where the
4018          canonicalization rules say that the more complex operand should
4019          come first.  */
4020       if (code != SET && worklist.length () > reverse_s)
4021         std::reverse (&worklist[0] + reverse_s,
4022                       &worklist[0] + worklist.length ());
4023     }
4024
4025   /* Sort the predicate and mode tests so that they're in depth-first order.
4026      The main goal of this is to put SET_SRC match_operands after SET_DEST
4027      match_operands and after mode checks for the enclosing SET_SRC operators
4028      (such as the mode of a PLUS in an addition instruction).  The latter
4029      two types of test can determine the mode exactly, whereas a SET_SRC
4030      match_operand often has to cope with the possibility of the operand
4031      being a modeless constant integer.  E.g. something that matches
4032      register_operand (x, SImode) never matches register_operand (x, DImode),
4033      but a const_int that matches immediate_operand (x, SImode) also matches
4034      immediate_operand (x, DImode).  The register_operand cases can therefore
4035      be distinguished by a switch on the mode, but the immediate_operand
4036      cases can't.  */
4037   if (pred_and_mode_tests.length () > 1)
4038     std::sort (&pred_and_mode_tests[0],
4039                &pred_and_mode_tests[0] + pred_and_mode_tests.length ());
4040
4041   /* Add the mode and predicate tests.  */
4042   pattern_pos *e;
4043   unsigned int i;
4044   FOR_EACH_VEC_ELT (pred_and_mode_tests, i, e)
4045     {
4046       switch (GET_CODE (e->pattern))
4047         {
4048         case MATCH_PARALLEL:
4049         case MATCH_OPERAND:
4050         case MATCH_SCRATCH:
4051         case MATCH_OPERATOR:
4052           {
4053             int opno = XINT (e->pattern, 0);
4054             num_operands = MAX (num_operands, opno + 1);
4055             const char *pred_name = predicate_name (e->pattern);
4056             if (pred_name[0])
4057               {
4058                 const struct pred_data *pred = lookup_predicate (pred_name);
4059                 /* Check the mode first, to distinguish things like SImode
4060                    and DImode register_operands, as described above.  */
4061                 machine_mode mode = GET_MODE (e->pattern);
4062                 if (safe_predicate_mode (pred, mode))
4063                   s = add_decision (s, rtx_test::mode (e->pos), mode, true);
4064
4065                 /* Assign to operands[] first, so that the rtx usually doesn't
4066                    need to be live across the call to the predicate.
4067
4068                    This shouldn't cause a problem with dirtying the page,
4069                    since we fully expect to assign to operands[] at some point,
4070                    and since the caller usually writes to other parts of
4071                    recog_data anyway.  */
4072                 s = add_decision (s, rtx_test::set_op (e->pos, opno),
4073                                   true, false);
4074                 s = add_decision (s, rtx_test::predicate (e->pos, pred, mode),
4075                                   true, false);
4076               }
4077             else
4078               /* Historically we've ignored the mode when there's no
4079                  predicate.  Just set up operands[] unconditionally.  */
4080               s = add_decision (s, rtx_test::set_op (e->pos, opno),
4081                                 true, false);
4082             break;
4083           }
4084
4085         default:
4086           s = add_decision (s, rtx_test::mode (e->pos),
4087                             GET_MODE (e->pattern), false);
4088           break;
4089         }
4090     }
4091
4092   /* Finally add rtx_equal_p checks for duplicated operands.  */
4093   FOR_EACH_VEC_ELT (dup_tests, i, e)
4094     s = add_decision (s, rtx_test::duplicate (e->pos, XINT (e->pattern, 0)),
4095                       true, false);
4096   return s;
4097 }
4098
4099 /* Add new decisions to S that make it return ACCEPTANCE if:
4100
4101    (1) the rtx doesn't match anything already matched by S
4102    (2) the rtx matches TOP_PATTERN and
4103    (3) C_TEST is true.
4104
4105    For peephole2, TOP_PATTERN is a SEQUENCE of the instruction patterns
4106    to match, otherwise it is a single instruction pattern.  */
4107
4108 static void
4109 match_pattern_1 (state *s, rtx top_pattern, const char *c_test,
4110                  acceptance_type acceptance)
4111 {
4112   if (acceptance.type == PEEPHOLE2)
4113     {
4114       /* Match each individual instruction.  */
4115       position **subpos_ptr = &peep2_insn_pos_list;
4116       int count = 0;
4117       for (int i = 0; i < XVECLEN (top_pattern, 0); ++i)
4118         {
4119           rtx x = XVECEXP (top_pattern, 0, i);
4120           position *subpos = next_position (subpos_ptr, &root_pos,
4121                                             POS_PEEP2_INSN, count);
4122           if (count > 0)
4123             s = add_decision (s, rtx_test::peep2_count (count + 1),
4124                               true, false);
4125           s = match_pattern_2 (s, top_pattern, subpos, x);
4126           subpos_ptr = &subpos->next;
4127           count += 1;
4128         }
4129       acceptance.u.full.u.match_len = count - 1;
4130     }
4131   else
4132     {
4133       /* Make the rtx itself.  */
4134       s = match_pattern_2 (s, top_pattern, &root_pos, top_pattern);
4135
4136       /* If the match is only valid when extra clobbers are added,
4137          make sure we're able to pass that information to the caller.  */
4138       if (acceptance.type == RECOG && acceptance.u.full.u.num_clobbers)
4139         s = add_decision (s, rtx_test::have_num_clobbers (), true, false);
4140     }
4141
4142   /* Make sure that the C test is true.  */
4143   if (maybe_eval_c_test (c_test) != 1)
4144     s = add_decision (s, rtx_test::c_test (c_test), true, false);
4145
4146   /* Accept the pattern.  */
4147   add_decision (s, rtx_test::accept (acceptance), true, false);
4148 }
4149
4150 /* Like match_pattern_1, but (if merge_states_p) try to merge the
4151    decisions with what's already in S, to reduce the amount of
4152    backtracking.  */
4153
4154 static void
4155 match_pattern (state *s, rtx top_pattern, const char *c_test,
4156                acceptance_type acceptance)
4157 {
4158   if (merge_states_p)
4159     {
4160       state root;
4161       /* Add the decisions to a fresh state and then merge the full tree
4162          into the existing one.  */
4163       match_pattern_1 (&root, top_pattern, c_test, acceptance);
4164       merge_into_state (s, &root);
4165     }
4166   else
4167     match_pattern_1 (s, top_pattern, c_test, acceptance);
4168 }
4169
4170 /* Begin the output file.  */
4171
4172 static void
4173 write_header (void)
4174 {
4175   puts ("\
4176 /* Generated automatically by the program `genrecog' from the target\n\
4177    machine description file.  */\n\
4178 \n\
4179 #include \"config.h\"\n\
4180 #include \"system.h\"\n\
4181 #include \"coretypes.h\"\n\
4182 #include \"tm.h\"\n\
4183 #include \"rtl.h\"\n\
4184 #include \"tm_p.h\"\n\
4185 #include \"hashtab.h\"\n\
4186 #include \"hash-set.h\"\n\
4187 #include \"vec.h\"\n\
4188 #include \"machmode.h\"\n\
4189 #include \"hard-reg-set.h\"\n\
4190 #include \"input.h\"\n\
4191 #include \"function.h\"\n\
4192 #include \"emit-rtl.h\"\n\
4193 #include \"insn-config.h\"\n\
4194 #include \"recog.h\"\n\
4195 #include \"output.h\"\n\
4196 #include \"flags.h\"\n\
4197 #include \"hard-reg-set.h\"\n\
4198 #include \"predict.h\"\n\
4199 #include \"basic-block.h\"\n\
4200 #include \"resource.h\"\n\
4201 #include \"diagnostic-core.h\"\n\
4202 #include \"reload.h\"\n\
4203 #include \"regs.h\"\n\
4204 #include \"tm-constrs.h\"\n\
4205 #include \"predict.h\"\n\
4206 \n");
4207
4208   puts ("\n\
4209 /* `recog' contains a decision tree that recognizes whether the rtx\n\
4210    X0 is a valid instruction.\n\
4211 \n\
4212    recog returns -1 if the rtx is not valid.  If the rtx is valid, recog\n\
4213    returns a nonnegative number which is the insn code number for the\n\
4214    pattern that matched.  This is the same as the order in the machine\n\
4215    description of the entry that matched.  This number can be used as an\n\
4216    index into `insn_data' and other tables.\n");
4217   puts ("\
4218    The third parameter to recog is an optional pointer to an int.  If\n\
4219    present, recog will accept a pattern if it matches except for missing\n\
4220    CLOBBER expressions at the end.  In that case, the value pointed to by\n\
4221    the optional pointer will be set to the number of CLOBBERs that need\n\
4222    to be added (it should be initialized to zero by the caller).  If it");
4223   puts ("\
4224    is set nonzero, the caller should allocate a PARALLEL of the\n\
4225    appropriate size, copy the initial entries, and call add_clobbers\n\
4226    (found in insn-emit.c) to fill in the CLOBBERs.\n\
4227 ");
4228
4229   puts ("\n\
4230    The function split_insns returns 0 if the rtl could not\n\
4231    be split or the split rtl as an INSN list if it can be.\n\
4232 \n\
4233    The function peephole2_insns returns 0 if the rtl could not\n\
4234    be matched. If there was a match, the new rtl is returned in an INSN list,\n\
4235    and LAST_INSN will point to the last recognized insn in the old sequence.\n\
4236 */\n\n");
4237 }
4238
4239 /* Return the C type of a parameter with type TYPE.  */
4240
4241 static const char *
4242 parameter_type_string (parameter::type_enum type)
4243 {
4244   switch (type)
4245     {
4246     case parameter::UNSET:
4247       break;
4248
4249     case parameter::CODE:
4250       return "rtx_code";
4251
4252     case parameter::MODE:
4253       return "machine_mode";
4254
4255     case parameter::INT:
4256       return "int";
4257
4258     case parameter::UINT:
4259       return "unsigned int";
4260
4261     case parameter::WIDE_INT:
4262       return "HOST_WIDE_INT";
4263     }
4264   gcc_unreachable ();
4265 }
4266
4267 /* Return true if ACCEPTANCE requires only a single C statement even in
4268    a backtracking context.  */
4269
4270 static bool
4271 single_statement_p (const acceptance_type &acceptance)
4272 {
4273   if (acceptance.partial_p)
4274     /* We need to handle failures of the subroutine.  */
4275     return false;
4276   switch (acceptance.type)
4277     {
4278     case SUBPATTERN:
4279     case SPLIT:
4280       return true;
4281
4282     case RECOG:
4283       /* False if we need to assign to pnum_clobbers.  */
4284       return acceptance.u.full.u.num_clobbers == 0;
4285
4286     case PEEPHOLE2:
4287       /* We need to assign to pmatch_len_ and handle null returns from the
4288          peephole2 routine.  */
4289       return false;
4290     }
4291   gcc_unreachable ();
4292 }
4293
4294 /* Return the C failure value for a routine of type TYPE.  */
4295
4296 static const char *
4297 get_failure_return (routine_type type)
4298 {
4299   switch (type)
4300     {
4301     case SUBPATTERN:
4302     case RECOG:
4303       return "-1";
4304
4305     case SPLIT:
4306     case PEEPHOLE2:
4307       return "NULL";
4308     }
4309   gcc_unreachable ();
4310 }
4311
4312 /* Indicates whether a block of code always returns or whether it can fall
4313    through.  */
4314
4315 enum exit_state {
4316   ES_RETURNED,
4317   ES_FALLTHROUGH
4318 };
4319
4320 /* Information used while writing out code.  */
4321
4322 struct output_state
4323 {
4324   /* The type of routine that we're generating.  */
4325   routine_type type;
4326
4327   /* Maps position ids to xN variable numbers.  The entry is only valid if
4328      it is less than the length of VAR_TO_ID, but this holds for every position
4329      tested by a state when writing out that state.  */
4330   auto_vec <unsigned int> id_to_var;
4331
4332   /* Maps xN variable numbers to position ids.  */
4333   auto_vec <unsigned int> var_to_id;
4334
4335   /* Index N is true if variable xN has already been set.  */
4336   auto_vec <bool> seen_vars;
4337 };
4338
4339 /* Return true if D is a call to a pattern routine and if there is some X
4340    such that the transition for pattern result N goes to a successful return
4341    with code X+N.  When returning true, set *BASE_OUT to this X and *COUNT_OUT
4342    to the number of return values.  (We know that every PATTERN decision has
4343    a transition for every successful return.)  */
4344
4345 static bool
4346 terminal_pattern_p (decision *d, unsigned int *base_out,
4347                     unsigned int *count_out)
4348 {
4349   if (d->test.kind != rtx_test::PATTERN)
4350     return false;
4351   unsigned int base = 0;
4352   unsigned int count = 0;
4353   for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
4354     {
4355       if (trans->is_param || trans->labels.length () != 1)
4356         return false;
4357       decision *subd = trans->to->singleton ();
4358       if (!subd || subd->test.kind != rtx_test::ACCEPT)
4359         return false;
4360       unsigned int this_base = (subd->test.u.acceptance.u.full.code
4361                                 - trans->labels[0]);
4362       if (trans == d->first)
4363         base = this_base;
4364       else if (base != this_base)
4365         return false;
4366       count += 1;
4367     }
4368   *base_out = base;
4369   *count_out = count;
4370   return true;
4371 }
4372
4373 /* Return true if TEST doesn't test an rtx or if the rtx it tests is
4374    already available in state OS.  */
4375
4376 static bool
4377 test_position_available_p (output_state *os, const rtx_test &test)
4378 {
4379   return (!test.pos
4380           || test.pos_operand >= 0
4381           || os->seen_vars[os->id_to_var[test.pos->id]]);
4382 }
4383
4384 /* Like printf, but print INDENT spaces at the beginning.  */
4385
4386 static void ATTRIBUTE_PRINTF_2
4387 printf_indent (unsigned int indent, const char *format, ...)
4388 {
4389   va_list ap;
4390   va_start (ap, format);
4391   printf ("%*s", indent, "");
4392   vprintf (format, ap);
4393   va_end (ap);
4394 }
4395
4396 /* Emit code to initialize the variable associated with POS, if it isn't
4397    already valid in state OS.  Indent each line by INDENT spaces.  Update
4398    OS with the new state.  */
4399
4400 static void
4401 change_state (output_state *os, position *pos, unsigned int indent)
4402 {
4403   unsigned int var = os->id_to_var[pos->id];
4404   gcc_assert (var < os->var_to_id.length () && os->var_to_id[var] == pos->id);
4405   if (os->seen_vars[var])
4406     return;
4407   switch (pos->type)
4408     {
4409     case POS_PEEP2_INSN:
4410       printf_indent (indent, "x%d = PATTERN (peep2_next_insn (%d));\n",
4411                      var, pos->arg);
4412       break;
4413
4414     case POS_XEXP:
4415       change_state (os, pos->base, indent);
4416       printf_indent (indent, "x%d = XEXP (x%d, %d);\n",
4417                      var, os->id_to_var[pos->base->id], pos->arg);
4418       break;
4419
4420     case POS_XVECEXP0:
4421       change_state (os, pos->base, indent);
4422       printf_indent (indent, "x%d = XVECEXP (x%d, 0, %d);\n",
4423                      var, os->id_to_var[pos->base->id], pos->arg);
4424       break;
4425     }
4426   os->seen_vars[var] = true;
4427 }
4428
4429 /* Print the enumerator constant for CODE -- the upcase version of
4430    the name.  */
4431
4432 static void
4433 print_code (enum rtx_code code)
4434 {
4435   const char *p;
4436   for (p = GET_RTX_NAME (code); *p; p++)
4437     putchar (TOUPPER (*p));
4438 }
4439
4440 /* Emit a uint64_t as an integer constant expression.  We need to take
4441    special care to avoid "decimal constant is so large that it is unsigned"
4442    warnings in the resulting code.  */
4443
4444 static void
4445 print_host_wide_int (uint64_t val)
4446 {
4447   uint64_t min = uint64_t (1) << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1);
4448   if (val == min)
4449     printf ("(" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC_C " - 1)", val + 1);
4450   else
4451     printf (HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC_C, val);
4452 }
4453
4454 /* Print the C expression for actual parameter PARAM.  */
4455
4456 static void
4457 print_parameter_value (const parameter &param)
4458 {
4459   if (param.is_param)
4460     printf ("i%d", (int) param.value + 1);
4461   else
4462     switch (param.type)
4463       {
4464       case parameter::UNSET:
4465         gcc_unreachable ();
4466         break;
4467
4468       case parameter::CODE:
4469         print_code ((enum rtx_code) param.value);
4470         break;
4471
4472       case parameter::MODE:
4473         printf ("%smode", GET_MODE_NAME ((machine_mode) param.value));
4474         break;
4475
4476       case parameter::INT:
4477         printf ("%d", (int) param.value);
4478         break;
4479
4480       case parameter::UINT:
4481         printf ("%u", (unsigned int) param.value);
4482         break;
4483
4484       case parameter::WIDE_INT:
4485         print_host_wide_int (param.value);
4486         break;
4487       }
4488 }
4489
4490 /* Print the C expression for the rtx tested by TEST.  */
4491
4492 static void
4493 print_test_rtx (output_state *os, const rtx_test &test)
4494 {
4495   if (test.pos_operand >= 0)
4496     printf ("operands[%d]", test.pos_operand);
4497   else
4498     printf ("x%d", os->id_to_var[test.pos->id]);
4499 }
4500
4501 /* Print the C expression for non-boolean test TEST.  */
4502
4503 static void
4504 print_nonbool_test (output_state *os, const rtx_test &test)
4505 {
4506   switch (test.kind)
4507     {
4508     case rtx_test::CODE:
4509       printf ("GET_CODE (");
4510       print_test_rtx (os, test);
4511       printf (")");
4512       break;
4513
4514     case rtx_test::MODE:
4515       printf ("GET_MODE (");
4516       print_test_rtx (os, test);
4517       printf (")");
4518       break;
4519
4520     case rtx_test::VECLEN:
4521       printf ("XVECLEN (");
4522       print_test_rtx (os, test);
4523       printf (", 0)");
4524       break;
4525
4526     case rtx_test::INT_FIELD:
4527       printf ("XINT (");
4528       print_test_rtx (os, test);
4529       printf (", %d)", test.u.opno);
4530       break;
4531
4532     case rtx_test::REGNO_FIELD:
4533       printf ("REGNO (");
4534       print_test_rtx (os, test);
4535       printf (")");
4536       break;
4537
4538     case rtx_test::WIDE_INT_FIELD:
4539       printf ("XWINT (");
4540       print_test_rtx (os, test);
4541       printf (", %d)", test.u.opno);
4542       break;
4543
4544     case rtx_test::PATTERN:
4545       {
4546         pattern_routine *routine = test.u.pattern->routine;
4547         printf ("pattern%d (", routine->pattern_id);
4548         const char *sep = "";
4549         if (test.pos)
4550           {
4551             print_test_rtx (os, test);
4552             sep = ", ";
4553           }
4554         if (routine->insn_p)
4555           {
4556             printf ("%sinsn", sep);
4557             sep = ", ";
4558           }
4559         if (routine->pnum_clobbers_p)
4560           {
4561             printf ("%spnum_clobbers", sep);
4562             sep = ", ";
4563           }
4564         for (unsigned int i = 0; i < test.u.pattern->params.length (); ++i)
4565           {
4566             fputs (sep, stdout);
4567             print_parameter_value (test.u.pattern->params[i]);
4568             sep = ", ";
4569           }
4570         printf (")");
4571         break;
4572       }
4573
4574     case rtx_test::PEEP2_COUNT:
4575     case rtx_test::VECLEN_GE:
4576     case rtx_test::SAVED_CONST_INT:
4577     case rtx_test::DUPLICATE:
4578     case rtx_test::PREDICATE:
4579     case rtx_test::SET_OP:
4580     case rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS:
4581     case rtx_test::C_TEST:
4582     case rtx_test::ACCEPT:
4583       gcc_unreachable ();
4584     }
4585 }
4586
4587 /* IS_PARAM and LABEL are taken from a transition whose source
4588    decision performs TEST.  Print the C code for the label.  */
4589
4590 static void
4591 print_label_value (const rtx_test &test, bool is_param, uint64_t value)
4592 {
4593   print_parameter_value (parameter (transition_parameter_type (test.kind),
4594                                     is_param, value));
4595 }
4596
4597 /* If IS_PARAM, print code to compare TEST with the C variable i<VALUE+1>.
4598    If !IS_PARAM, print code to compare TEST with the C constant VALUE.
4599    Test for inequality if INVERT_P, otherwise test for equality.  */
4600
4601 static void
4602 print_test (output_state *os, const rtx_test &test, bool is_param,
4603             uint64_t value, bool invert_p)
4604 {
4605   switch (test.kind)
4606     {
4607       /* Handle the non-boolean TESTs.  */
4608     case rtx_test::CODE:
4609     case rtx_test::MODE:
4610     case rtx_test::VECLEN:
4611     case rtx_test::REGNO_FIELD:
4612     case rtx_test::INT_FIELD:
4613     case rtx_test::WIDE_INT_FIELD:
4614     case rtx_test::PATTERN:
4615       print_nonbool_test (os, test);
4616       printf (" %s ", invert_p ? "!=" : "==");
4617       print_label_value (test, is_param, value);
4618       break;
4619
4620     case rtx_test::SAVED_CONST_INT:
4621       gcc_assert (!is_param && value == 1);
4622       print_test_rtx (os, test);
4623       printf (" %s const_int_rtx[MAX_SAVED_CONST_INT + ",
4624               invert_p ? "!=" : "==");
4625       print_parameter_value (parameter (parameter::INT,
4626                                         test.u.integer.is_param,
4627                                         test.u.integer.value));
4628       printf ("]");
4629       break;
4630
4631     case rtx_test::PEEP2_COUNT:
4632       gcc_assert (!is_param && value == 1);
4633       printf ("peep2_current_count %s %d", invert_p ? "<" : ">=",
4634               test.u.min_len);
4635       break;
4636
4637     case rtx_test::VECLEN_GE:
4638       gcc_assert (!is_param && value == 1);
4639       printf ("XVECLEN (");
4640       print_test_rtx (os, test);
4641       printf (", 0) %s %d", invert_p ? "<" : ">=", test.u.min_len);
4642       break;
4643
4644     case rtx_test::PREDICATE:
4645       gcc_assert (!is_param && value == 1);
4646       printf ("%s%s (", invert_p ? "!" : "", test.u.predicate.data->name);
4647       print_test_rtx (os, test);
4648       printf (", ");
4649       print_parameter_value (parameter (parameter::MODE,
4650                                         test.u.predicate.mode_is_param,
4651                                         test.u.predicate.mode));
4652       printf (")");
4653       break;
4654
4655     case rtx_test::DUPLICATE:
4656       gcc_assert (!is_param && value == 1);
4657       printf ("%srtx_equal_p (", invert_p ? "!" : "");
4658       print_test_rtx (os, test);
4659       printf (", operands[%d])", test.u.opno);
4660       break;
4661
4662     case rtx_test::HAVE_NUM_CLOBBERS:
4663       gcc_assert (!is_param && value == 1);
4664       printf ("pnum_clobbers %s NULL", invert_p ? "==" : "!=");
4665       break;
4666
4667     case rtx_test::C_TEST:
4668       gcc_assert (!is_param && value == 1);
4669       if (invert_p)
4670         printf ("!");
4671       print_c_condition (test.u.string);
4672       break;
4673
4674     case rtx_test::ACCEPT:
4675     case rtx_test::SET_OP:
4676       gcc_unreachable ();
4677     }
4678 }
4679
4680 static exit_state print_decision (output_state *, decision *,
4681                                   unsigned int, bool);
4682
4683 /* Print code to perform S, indent each line by INDENT spaces.
4684    IS_FINAL is true if there are no fallback decisions to test on failure;
4685    if the state fails then the entire routine fails.  */
4686
4687 static exit_state
4688 print_state (output_state *os, state *s, unsigned int indent, bool is_final)
4689 {
4690   exit_state es = ES_FALLTHROUGH;
4691   for (decision *d = s->first; d; d = d->next)
4692     es = print_decision (os, d, indent, is_final && !d->next);
4693   if (es != ES_RETURNED && is_final)
4694     {
4695       printf_indent (indent, "return %s;\n", get_failure_return (os->type));
4696       es = ES_RETURNED;
4697     }
4698   return es;
4699 }
4700
4701 /* Print the code for subroutine call ACCEPTANCE (for which partial_p
4702    is known to be true).  Return the C condition that indicates a successful
4703    match.  */
4704
4705 static const char *
4706 print_subroutine_call (const acceptance_type &acceptance)
4707 {
4708   switch (acceptance.type)
4709     {
4710     case SUBPATTERN:
4711       gcc_unreachable ();
4712
4713     case RECOG:
4714       printf ("recog_%d (x1, insn, pnum_clobbers)",
4715               acceptance.u.subroutine_id);
4716       return ">= 0";
4717
4718     case SPLIT:
4719       printf ("split_%d (x1, insn)", acceptance.u.subroutine_id);
4720       return "!= NULL_RTX";
4721
4722     case PEEPHOLE2:
4723       printf ("peephole2_%d (x1, insn, pmatch_len_)",
4724               acceptance.u.subroutine_id);
4725       return "!= NULL_RTX";
4726     }
4727   gcc_unreachable ();
4728 }
4729
4730 /* Print code for the successful match described by ACCEPTANCE.
4731    INDENT and IS_FINAL are as for print_state.  */
4732
4733 static exit_state
4734 print_acceptance (const acceptance_type &acceptance, unsigned int indent,
4735                   bool is_final)
4736 {
4737   if (acceptance.partial_p)
4738     {
4739       /* Defer the rest of the match to a subroutine.  */
4740       if (is_final)
4741         {
4742           printf_indent (indent, "return ");
4743           print_subroutine_call (acceptance);
4744           printf (";\n");
4745           return ES_RETURNED;
4746         }
4747       else
4748         {
4749           printf_indent (indent, "res = ");
4750           const char *res_test = print_subroutine_call (acceptance);
4751           printf (";\n");
4752           printf_indent (indent, "if (res %s)\n", res_test);
4753           printf_indent (indent + 2, "return res;\n");
4754           return ES_FALLTHROUGH;
4755         }
4756     }
4757   switch (acceptance.type)
4758     {
4759     case SUBPATTERN:
4760       printf_indent (indent, "return %d;\n", acceptance.u.full.code);
4761       return ES_RETURNED;
4762
4763     case RECOG:
4764       if (acceptance.u.full.u.num_clobbers != 0)
4765         printf_indent (indent, "*pnum_clobbers = %d;\n",
4766                        acceptance.u.full.u.num_clobbers);
4767       printf_indent (indent, "return %d; /* %s */\n", acceptance.u.full.code,
4768                      get_insn_name (acceptance.u.full.code));
4769       return ES_RETURNED;
4770
4771     case SPLIT:
4772       printf_indent (indent, "return gen_split_%d (insn, operands);\n",
4773                      acceptance.u.full.code);
4774       return ES_RETURNED;
4775
4776     case PEEPHOLE2:
4777       printf_indent (indent, "*pmatch_len_ = %d;\n",
4778                      acceptance.u.full.u.match_len);
4779       if (is_final)
4780         {
4781           printf_indent (indent, "return gen_peephole2_%d (insn, operands);\n",
4782                          acceptance.u.full.code);
4783           return ES_RETURNED;
4784         }
4785       else
4786         {
4787           printf_indent (indent, "res = gen_peephole2_%d (insn, operands);\n",
4788                          acceptance.u.full.code);
4789           printf_indent (indent, "if (res != NULL_RTX)\n");
4790           printf_indent (indent + 2, "return res;\n");
4791           return ES_FALLTHROUGH;
4792         }
4793     }
4794   gcc_unreachable ();
4795 }
4796
4797 /* Print code to perform D.  INDENT and IS_FINAL are as for print_state.  */
4798
4799 static exit_state
4800 print_decision (output_state *os, decision *d, unsigned int indent,
4801                 bool is_final)
4802 {
4803   uint64_t label;
4804   unsigned int base, count;
4805
4806   /* Make sure the rtx under test is available either in operands[] or
4807      in an xN variable.  */
4808   if (d->test.pos && d->test.pos_operand < 0)
4809     change_state (os, d->test.pos, indent);
4810
4811   /* Look for cases where a pattern routine P1 calls another pattern routine
4812      P2 and where P1 returns X + BASE whenever P2 returns X.  If IS_FINAL
4813      is true and BASE is zero we can simply use:
4814
4815         return patternN (...);
4816
4817      Otherwise we can use:
4818
4819         res = patternN (...);
4820         if (res >= 0)
4821           return res + BASE;
4822
4823      However, if BASE is nonzero and patternN only returns 0 or -1,
4824      the usual "return BASE;" is better than "return res + BASE;".
4825      If BASE is zero, "return res;" should be better than "return 0;",
4826      since no assignment to the return register is required.  */
4827   if (os->type == SUBPATTERN
4828       && terminal_pattern_p (d, &base, &count)
4829       && (base == 0 || count > 1))
4830     {
4831       if (is_final && base == 0)
4832         {
4833           printf_indent (indent, "return ");
4834           print_nonbool_test (os, d->test);
4835           printf ("; /* [-1, %d] */\n", count - 1);
4836           return ES_RETURNED;
4837         }
4838       else
4839         {
4840           printf_indent (indent, "res = ");
4841           print_nonbool_test (os, d->test);
4842           printf (";\n");
4843           printf_indent (indent, "if (res >= 0)\n");
4844           printf_indent (indent + 2, "return res");
4845           if (base != 0)
4846             printf (" + %d", base);
4847           printf ("; /* [%d, %d] */\n", base, base + count - 1);
4848           return ES_FALLTHROUGH;
4849         }
4850     }
4851   else if (d->test.kind == rtx_test::ACCEPT)
4852     return print_acceptance (d->test.u.acceptance, indent, is_final);
4853   else if (d->test.kind == rtx_test::SET_OP)
4854     {
4855       printf_indent (indent, "operands[%d] = ", d->test.u.opno);
4856       print_test_rtx (os, d->test);
4857       printf (";\n");
4858       return print_state (os, d->singleton ()->to, indent, is_final);
4859     }
4860   /* Handle decisions with a single transition and a single transition
4861      label.  */
4862   else if (d->if_statement_p (&label))
4863     {
4864       transition *trans = d->singleton ();
4865       if (mark_optional_transitions_p && trans->optional)
4866         printf_indent (indent, "/* OPTIONAL IF */\n");
4867
4868       /* Print the condition associated with TRANS.  Invert it if IS_FINAL,
4869          so that we return immediately on failure and fall through on
4870          success.  */
4871       printf_indent (indent, "if (");
4872       print_test (os, d->test, trans->is_param, label, is_final);
4873
4874       /* Look for following states that would be handled by this code
4875          on recursion.  If they don't need any preparatory statements,
4876          include them in the current "if" statement rather than creating
4877          a new one.  */
4878       for (;;)
4879         {
4880           d = trans->to->singleton ();
4881           if (!d
4882               || d->test.kind == rtx_test::ACCEPT
4883               || d->test.kind == rtx_test::SET_OP
4884               || !d->if_statement_p (&label)
4885               || !test_position_available_p (os, d->test))
4886             break;
4887           trans = d->first;
4888           printf ("\n");
4889           if (mark_optional_transitions_p && trans->optional)
4890             printf_indent (indent + 4, "/* OPTIONAL IF */\n");
4891           printf_indent (indent + 4, "%s ", is_final ? "||" : "&&");
4892           print_test (os, d->test, trans->is_param, label, is_final);
4893         }
4894       printf (")\n");
4895
4896       /* Print the conditional code with INDENT + 2 and the fallthrough
4897          code with indent INDENT.  */
4898       state *to = trans->to;
4899       if (is_final)
4900         {
4901           /* We inverted the condition above, so return failure in the
4902              "if" body and fall through to the target of the transition.  */
4903           printf_indent (indent + 2, "return %s;\n",
4904                          get_failure_return (os->type));
4905           return print_state (os, to, indent, is_final);
4906         }
4907       else if (to->singleton ()
4908                && to->first->test.kind == rtx_test::ACCEPT
4909                && single_statement_p (to->first->test.u.acceptance))
4910         {
4911           /* The target of the transition is a simple "return" statement.
4912              It doesn't need any braces and doesn't fall through.  */
4913           if (print_acceptance (to->first->test.u.acceptance,
4914                                 indent + 2, true) != ES_RETURNED)
4915             gcc_unreachable ();
4916           return ES_FALLTHROUGH;
4917         }
4918       else
4919         {
4920           /* The general case.  Output code for the target of the transition
4921              in braces.  This will not invalidate any of the xN variables
4922              that are already valid, but we mustn't rely on any that are
4923              set by the "if" body.  */
4924           auto_vec <bool, 32> old_seen;
4925           old_seen.safe_splice (os->seen_vars);
4926
4927           printf_indent (indent + 2, "{\n");
4928           print_state (os, trans->to, indent + 4, is_final);
4929           printf_indent (indent + 2, "}\n");
4930
4931           os->seen_vars.truncate (0);
4932           os->seen_vars.splice (old_seen);
4933           return ES_FALLTHROUGH;
4934         }
4935     }
4936   else
4937     {
4938       /* Output the decision as a switch statement.  */
4939       printf_indent (indent, "switch (");
4940       print_nonbool_test (os, d->test);
4941       printf (")\n");
4942
4943       /* Each case statement starts with the same set of valid variables.
4944          These are also the only variables will be valid on fallthrough.  */
4945       auto_vec <bool, 32> old_seen;
4946       old_seen.safe_splice (os->seen_vars);
4947
4948       printf_indent (indent + 2, "{\n");
4949       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
4950         {
4951           gcc_assert (!trans->is_param);
4952           if (mark_optional_transitions_p && trans->optional)
4953             printf_indent (indent + 2, "/* OPTIONAL CASE */\n");
4954           for (int_set::iterator j = trans->labels.begin ();
4955                j != trans->labels.end (); ++j)
4956             {
4957               printf_indent (indent + 2, "case ");
4958               print_label_value (d->test, trans->is_param, *j);
4959               printf (":\n");
4960             }
4961           if (print_state (os, trans->to, indent + 4, is_final))
4962             {
4963               /* The state can fall through.  Add an explicit break.  */
4964               gcc_assert (!is_final);
4965               printf_indent (indent + 4, "break;\n");
4966             }
4967           printf ("\n");
4968
4969           /* Restore the original set of valid variables.  */
4970           os->seen_vars.truncate (0);
4971           os->seen_vars.splice (old_seen);
4972         }
4973       /* Add a default case.  */
4974       printf_indent (indent + 2, "default:\n");
4975       if (is_final)
4976         printf_indent (indent + 4, "return %s;\n",
4977                        get_failure_return (os->type));
4978       else
4979         printf_indent (indent + 4, "break;\n");
4980       printf_indent (indent + 2, "}\n");
4981       return is_final ? ES_RETURNED : ES_FALLTHROUGH;
4982     }
4983 }
4984
4985 /* Make sure that OS has a position variable for POS.  ROOT_P is true if
4986    POS is the root position for the routine.  */
4987
4988 static void
4989 assign_position_var (output_state *os, position *pos, bool root_p)
4990 {
4991   unsigned int idx = os->id_to_var[pos->id];
4992   if (idx < os->var_to_id.length () && os->var_to_id[idx] == pos->id)
4993     return;
4994   if (!root_p && pos->type != POS_PEEP2_INSN)
4995     assign_position_var (os, pos->base, false);
4996   os->id_to_var[pos->id] = os->var_to_id.length ();
4997   os->var_to_id.safe_push (pos->id);
4998 }
4999
5000 /* Make sure that OS has the position variables required by S.  */
5001
5002 static void
5003 assign_position_vars (output_state *os, state *s)
5004 {
5005   for (decision *d = s->first; d; d = d->next)
5006     {
5007       /* Positions associated with operands can be read from the
5008          operands[] array.  */
5009       if (d->test.pos && d->test.pos_operand < 0)
5010         assign_position_var (os, d->test.pos, false);
5011       for (transition *trans = d->first; trans; trans = trans->next)
5012         assign_position_vars (os, trans->to);
5013     }
5014 }
5015
5016 /* Print the open brace and variable definitions for a routine that
5017    implements S.  ROOT is the deepest rtx from which S can access all
5018    relevant parts of the first instruction it matches.  Initialize OS
5019    so that every relevant position has an rtx variable xN and so that
5020    only ROOT's variable has a valid value.  */
5021
5022 static void
5023 print_subroutine_start (output_state *os, state *s, position *root)
5024 {
5025   printf ("{\n  rtx * const operands ATTRIBUTE_UNUSED"
5026           " = &recog_data.operand[0];\n");
5027   os->var_to_id.truncate (0);
5028   os->seen_vars.truncate (0);
5029   if (root)
5030     {
5031       /* Create a fake entry for position 0 so that an id_to_var of 0
5032          is always invalid.  This also makes the xN variables naturally
5033          1-based rather than 0-based.  */
5034       os->var_to_id.safe_push (num_positions);
5035
5036       /* Associate ROOT with x1.  */
5037       assign_position_var (os, root, true);
5038
5039       /* Assign xN variables to all other relevant positions.  */
5040       assign_position_vars (os, s);
5041
5042       /* Output the variable declarations (except for ROOT's, which is
5043          passed in as a parameter).  */
5044       unsigned int num_vars = os->var_to_id.length ();
5045       if (num_vars > 2)
5046         {
5047           for (unsigned int i = 2; i < num_vars; ++i)
5048             /* Print 8 rtx variables to a line.  */
5049             printf ("%s x%d",
5050                     i == 2 ? "  rtx" : (i - 2) % 8 == 0 ? ";\n  rtx" : ",", i);
5051           printf (";\n");
5052         }
5053
5054       /* Say that x1 is valid and the rest aren't.  */
5055       os->seen_vars.safe_grow_cleared (num_vars);
5056       os->seen_vars[1] = true;
5057     }
5058   if (os->type == SUBPATTERN || os->type == RECOG)
5059     printf ("  int res ATTRIBUTE_UNUSED;\n");
5060   else
5061     printf ("  rtx_insn *res ATTRIBUTE_UNUSED;\n");
5062 }
5063
5064 /* Output the definition of pattern routine ROUTINE.  */
5065
5066 static void
5067 print_pattern (output_state *os, pattern_routine *routine)
5068 {
5069   printf ("\nstatic int\npattern%d (", routine->pattern_id);
5070   const char *sep = "";
5071   /* Add the top-level rtx parameter, if any.  */
5072   if (routine->pos)
5073     {
5074       printf ("%srtx x1", sep);
5075       sep = ", ";
5076     }
5077   /* Add the optional parameters.  */
5078   if (routine->insn_p)
5079     {
5080       /* We can't easily tell whether a C condition actually reads INSN,
5081          so add an ATTRIBUTE_UNUSED just in case.  */
5082       printf ("%srtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED", sep);
5083       sep = ", ";
5084     }
5085   if (routine->pnum_clobbers_p)
5086     {
5087       printf ("%sint *pnum_clobbers", sep);
5088       sep = ", ";
5089     }
5090   /* Add the "i" parameters.  */
5091   for (unsigned int i = 0; i < routine->param_types.length (); ++i)
5092     {
5093       printf ("%s%s i%d", sep,
5094               parameter_type_string (routine->param_types[i]), i + 1);
5095       sep = ", ";
5096     }
5097   printf (")\n");
5098   os->type = SUBPATTERN;
5099   print_subroutine_start (os, routine->s, routine->pos);
5100   print_state (os, routine->s, 2, true);
5101   printf ("}\n");
5102 }
5103
5104 /* Output a routine of type TYPE that implements S.  PROC_ID is the
5105    number of the subroutine associated with S, or 0 if S is the main
5106    routine.  */
5107
5108 static void
5109 print_subroutine (output_state *os, state *s, int proc_id)
5110 {
5111   /* For now, the top-level "recog" takes a plain "rtx", and performs a
5112      checked cast to "rtx_insn *" for use throughout the rest of the
5113      function and the code it calls.  */
5114   const char *insn_param
5115     = proc_id > 0 ? "rtx_insn *insn" : "rtx uncast_insn";
5116   printf ("\n");
5117   switch (os->type)
5118     {
5119     case SUBPATTERN:
5120       gcc_unreachable ();
5121
5122     case RECOG:
5123       if (proc_id)
5124         printf ("static int\nrecog_%d", proc_id);
5125       else
5126         printf ("int\nrecog");
5127       printf (" (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,\n"
5128               "\t%s ATTRIBUTE_UNUSED,\n"
5129               "\tint *pnum_clobbers ATTRIBUTE_UNUSED)\n", insn_param);
5130       break;
5131
5132     case SPLIT:
5133       if (proc_id)
5134         printf ("static rtx_insn *\nsplit_%d", proc_id);
5135       else
5136         printf ("rtx_insn *\nsplit_insns");
5137       printf (" (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED)\n");
5138       break;
5139
5140     case PEEPHOLE2:
5141       if (proc_id)
5142         printf ("static rtx_insn *\npeephole2_%d", proc_id);
5143       else
5144         printf ("rtx_insn *\npeephole2_insns");
5145       printf (" (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,\n"
5146               "\trtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,\n"
5147               "\tint *pmatch_len_ ATTRIBUTE_UNUSED)\n");
5148       break;
5149     }
5150   print_subroutine_start (os, s, &root_pos);
5151   if (proc_id == 0)
5152     {
5153       printf ("  recog_data.insn = NULL;\n");
5154       if (os->type == RECOG)
5155         {
5156           printf ("  rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED;\n");
5157           printf ("  insn = safe_as_a <rtx_insn *> (uncast_insn);\n");
5158         }
5159     }
5160   print_state (os, s, 2, true);
5161   printf ("}\n");
5162 }
5163
5164 /* Print out a routine of type TYPE that performs ROOT.  */
5165
5166 static void
5167 print_subroutine_group (output_state *os, routine_type type, state *root)
5168 {
5169   os->type = type;
5170   if (use_subroutines_p)
5171     {
5172       /* Split ROOT up into smaller pieces, both for readability and to
5173          help the compiler.  */
5174       auto_vec <state *> subroutines;
5175       find_subroutines (type, root, subroutines);
5176
5177       /* Output the subroutines (but not ROOT itself).  */
5178       unsigned int i;
5179       state *s;
5180       FOR_EACH_VEC_ELT (subroutines, i, s)
5181         print_subroutine (os, s, i + 1);
5182     }
5183   /* Output the main routine.  */
5184   print_subroutine (os, root, 0);
5185 }
5186
5187 /* Return the rtx pattern for the list of rtxes in a define_peephole2.  */
5188
5189 static rtx
5190 get_peephole2_pattern (rtvec vec)
5191 {
5192   int i, j;
5193   rtx pattern = rtx_alloc (SEQUENCE);
5194   XVEC (pattern, 0) = rtvec_alloc (GET_NUM_ELEM (vec));
5195   for (i = j = 0; i < GET_NUM_ELEM (vec); i++)
5196     {
5197       rtx x = RTVEC_ELT (vec, i);
5198       /* Ignore scratch register requirements.  */
5199       if (GET_CODE (x) != MATCH_SCRATCH && GET_CODE (x) != MATCH_DUP)
5200         {
5201           XVECEXP (pattern, 0, j) = x;
5202           j++;
5203         }
5204     }
5205   XVECLEN (pattern, 0) = j;
5206   if (j == 0)
5207     error_with_line (pattern_lineno, "empty define_peephole2");
5208   return pattern;
5209 }
5210
5211 /* Return true if *PATTERN_PTR is a PARALLEL in which at least one trailing
5212    rtx can be added automatically by add_clobbers.  If so, update
5213    *ACCEPTANCE_PTR so that its num_clobbers field contains the number
5214    of such trailing rtxes and update *PATTERN_PTR so that it contains
5215    the pattern without those rtxes.  */
5216
5217 static bool
5218 remove_clobbers (acceptance_type *acceptance_ptr, rtx *pattern_ptr)
5219 {
5220   int i;
5221   rtx new_pattern;
5222
5223   /* Find the last non-clobber in the parallel.  */
5224   rtx pattern = *pattern_ptr;
5225   for (i = XVECLEN (pattern, 0); i > 0; i--)
5226     {
5227       rtx x = XVECEXP (pattern, 0, i - 1);
5228       if (GET_CODE (x) != CLOBBER
5229           || (!REG_P (XEXP (x, 0))
5230               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) != MATCH_SCRATCH))
5231         break;
5232     }
5233
5234   if (i == XVECLEN (pattern, 0))
5235     return false;
5236
5237   /* Build a similar insn without the clobbers.  */
5238   if (i == 1)
5239     new_pattern = XVECEXP (pattern, 0, 0);
5240   else
5241     {
5242       new_pattern = rtx_alloc (PARALLEL);
5243       XVEC (new_pattern, 0) = rtvec_alloc (i);
5244       for (int j = 0; j < i; ++j)
5245         XVECEXP (new_pattern, 0, j) = XVECEXP (pattern, 0, j);
5246     }
5247
5248   /* Recognize it.  */
5249   acceptance_ptr->u.full.u.num_clobbers = XVECLEN (pattern, 0) - i;
5250   *pattern_ptr = new_pattern;
5251   return true;
5252 }
5253
5254 int
5255 main (int argc, char **argv)
5256 {
5257   rtx desc;
5258   state insn_root, split_root, peephole2_root;
5259
5260   progname = "genrecog";
5261
5262   if (!init_rtx_reader_args (argc, argv))
5263     return (FATAL_EXIT_CODE);
5264
5265   next_insn_code = 0;
5266
5267   write_header ();
5268
5269   /* Read the machine description.  */
5270
5271   while (1)
5272     {
5273       desc = read_md_rtx (&pattern_lineno, &next_insn_code);
5274       if (desc == NULL)
5275         break;
5276
5277       acceptance_type acceptance;
5278       acceptance.partial_p = false;
5279       acceptance.u.full.code = next_insn_code;
5280
5281       rtx pattern;
5282       switch (GET_CODE (desc))
5283         {
5284         case DEFINE_INSN:
5285           {
5286             /* Match the instruction in the original .md form.  */
5287             acceptance.type = RECOG;
5288             acceptance.u.full.u.num_clobbers = 0;
5289             pattern = add_implicit_parallel (XVEC (desc, 1));
5290             validate_pattern (pattern, desc, NULL_RTX, 0);
5291             match_pattern (&insn_root, pattern, XSTR (desc, 2), acceptance);
5292
5293             /* If the pattern is a PARALLEL with trailing CLOBBERs,
5294                allow recog_for_combine to match without the clobbers.  */
5295             if (GET_CODE (pattern) == PARALLEL
5296                 && remove_clobbers (&acceptance, &pattern))
5297               match_pattern (&insn_root, pattern, XSTR (desc, 2), acceptance);
5298             break;
5299           }
5300
5301         case DEFINE_SPLIT:
5302           acceptance.type = SPLIT;
5303           pattern = add_implicit_parallel (XVEC (desc, 0));
5304           validate_pattern (pattern, desc, NULL_RTX, 0);
5305           match_pattern (&split_root, pattern, XSTR (desc, 1), acceptance);
5306
5307           /* Declare the gen_split routine that we'll call if the
5308              pattern matches.  The definition comes from insn-emit.c.  */
5309           printf ("extern rtx_insn *gen_split_%d (rtx_insn *, rtx *);\n",
5310                   next_insn_code);
5311           break;
5312
5313         case DEFINE_PEEPHOLE2:
5314           acceptance.type = PEEPHOLE2;
5315           pattern = get_peephole2_pattern (XVEC (desc, 0));
5316           validate_pattern (pattern, desc, NULL_RTX, 0);
5317           match_pattern (&peephole2_root, pattern, XSTR (desc, 1), acceptance);
5318
5319           /* Declare the gen_peephole2 routine that we'll call if the
5320              pattern matches.  The definition comes from insn-emit.c.  */
5321           printf ("extern rtx_insn *gen_peephole2_%d (rtx_insn *, rtx *);\n",
5322                   next_insn_code);
5323           break;
5324
5325         default:
5326           /* do nothing */;
5327         }
5328     }
5329
5330   if (have_error)
5331     return FATAL_EXIT_CODE;
5332
5333   puts ("\n\n");
5334
5335   /* Optimize each routine in turn.  */
5336   optimize_subroutine_group ("recog", &insn_root);
5337   optimize_subroutine_group ("split_insns", &split_root);
5338   optimize_subroutine_group ("peephole2_insns", &peephole2_root);
5339
5340   output_state os;
5341   os.id_to_var.safe_grow_cleared (num_positions);
5342
5343   if (use_pattern_routines_p)
5344     {
5345       /* Look for common patterns and split them out into subroutines.  */
5346       auto_vec <merge_state_info> states;
5347       states.safe_push (&insn_root);
5348       states.safe_push (&split_root);
5349       states.safe_push (&peephole2_root);
5350       split_out_patterns (states);
5351
5352       /* Print out the routines that we just created.  */
5353       unsigned int i;
5354       pattern_routine *routine;
5355       FOR_EACH_VEC_ELT (patterns, i, routine)
5356         print_pattern (&os, routine);
5357     }
5358
5359   /* Print out the matching routines.  */
5360   print_subroutine_group (&os, RECOG, &insn_root);
5361   print_subroutine_group (&os, SPLIT, &split_root);
5362   print_subroutine_group (&os, PEEPHOLE2, &peephole2_root);
5363
5364   fflush (stdout);
5365   return (ferror (stdout) != 0 ? FATAL_EXIT_CODE : SUCCESS_EXIT_CODE);
5366 }