0f3ed7acda65eaed4fd437ae856b9e75a990604b
[platform/upstream/linaro-gcc.git] / gcc / postreload-gcse.c
1 /* Post reload partially redundant load elimination
2    Copyright (C) 2004-2013 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 #include "config.h"
21 #include "system.h"
22 #include "coretypes.h"
23 #include "tm.h"
24 #include "diagnostic-core.h"
25
26 #include "hash-table.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tree.h"
29 #include "tm_p.h"
30 #include "regs.h"
31 #include "hard-reg-set.h"
32 #include "flags.h"
33 #include "insn-config.h"
34 #include "recog.h"
35 #include "basic-block.h"
36 #include "function.h"
37 #include "expr.h"
38 #include "except.h"
39 #include "intl.h"
40 #include "obstack.h"
41 #include "hashtab.h"
42 #include "params.h"
43 #include "target.h"
44 #include "tree-pass.h"
45 #include "dbgcnt.h"
46
47 /* The following code implements gcse after reload, the purpose of this
48    pass is to cleanup redundant loads generated by reload and other
49    optimizations that come after gcse. It searches for simple inter-block
50    redundancies and tries to eliminate them by adding moves and loads
51    in cold places.
52
53    Perform partially redundant load elimination, try to eliminate redundant
54    loads created by the reload pass.  We try to look for full or partial
55    redundant loads fed by one or more loads/stores in predecessor BBs,
56    and try adding loads to make them fully redundant.  We also check if
57    it's worth adding loads to be able to delete the redundant load.
58
59    Algorithm:
60    1. Build available expressions hash table:
61        For each load/store instruction, if the loaded/stored memory didn't
62        change until the end of the basic block add this memory expression to
63        the hash table.
64    2. Perform Redundancy elimination:
65       For each load instruction do the following:
66          perform partial redundancy elimination, check if it's worth adding
67          loads to make the load fully redundant.  If so add loads and
68          register copies and delete the load.
69    3. Delete instructions made redundant in step 2.
70
71    Future enhancement:
72      If the loaded register is used/defined between load and some store,
73      look for some other free register between load and all its stores,
74      and replace the load with a copy from this register to the loaded
75      register.
76 */
77 \f
78
79 /* Keep statistics of this pass.  */
80 static struct
81 {
82   int moves_inserted;
83   int copies_inserted;
84   int insns_deleted;
85 } stats;
86
87 /* We need to keep a hash table of expressions.  The table entries are of
88    type 'struct expr', and for each expression there is a single linked
89    list of occurrences.  */
90
91 /* Expression elements in the hash table.  */
92 struct expr
93 {
94   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
95   rtx expr;
96
97   /* The same hash for this entry.  */
98   hashval_t hash;
99
100   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.  */
101   struct occr *avail_occr;
102 };
103
104 /* Hashtable helpers.  */
105
106 struct expr_hasher : typed_noop_remove <expr>
107 {
108   typedef expr value_type;
109   typedef expr compare_type;
110   static inline hashval_t hash (const value_type *);
111   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
112 };
113
114
115 /* Hash expression X.
116    DO_NOT_RECORD_P is a boolean indicating if a volatile operand is found
117    or if the expression contains something we don't want to insert in the
118    table.  */
119
120 static hashval_t
121 hash_expr (rtx x, int *do_not_record_p)
122 {
123   *do_not_record_p = 0;
124   return hash_rtx (x, GET_MODE (x), do_not_record_p,
125                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
126 }
127
128 /* Callback for hashtab.
129    Return the hash value for expression EXP.  We don't actually hash
130    here, we just return the cached hash value.  */
131
132 inline hashval_t
133 expr_hasher::hash (const value_type *exp)
134 {
135   return exp->hash;
136 }
137
138 /* Callback for hashtab.
139    Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
140
141 inline bool
142 expr_hasher::equal (const value_type *exp1, const compare_type *exp2)
143 {
144   int equiv_p = exp_equiv_p (exp1->expr, exp2->expr, 0, true);
145
146   gcc_assert (!equiv_p || exp1->hash == exp2->hash);
147   return equiv_p;
148 }
149
150 /* The table itself.  */
151 static hash_table <expr_hasher> expr_table;
152 \f
153
154 static struct obstack expr_obstack;
155
156 /* Occurrence of an expression.
157    There is at most one occurrence per basic block.  If a pattern appears
158    more than once, the last appearance is used.  */
159
160 struct occr
161 {
162   /* Next occurrence of this expression.  */
163   struct occr *next;
164   /* The insn that computes the expression.  */
165   rtx insn;
166   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
167   char deleted_p;
168 };
169
170 static struct obstack occr_obstack;
171
172 /* The following structure holds the information about the occurrences of
173    the redundant instructions.  */
174 struct unoccr
175 {
176   struct unoccr *next;
177   edge pred;
178   rtx insn;
179 };
180
181 static struct obstack unoccr_obstack;
182
183 /* Array where each element is the CUID if the insn that last set the hard
184    register with the number of the element, since the start of the current
185    basic block.
186
187    This array is used during the building of the hash table (step 1) to
188    determine if a reg is killed before the end of a basic block.
189
190    It is also used when eliminating partial redundancies (step 2) to see
191    if a reg was modified since the start of a basic block.  */
192 static int *reg_avail_info;
193
194 /* A list of insns that may modify memory within the current basic block.  */
195 struct modifies_mem
196 {
197   rtx insn;
198   struct modifies_mem *next;
199 };
200 static struct modifies_mem *modifies_mem_list;
201
202 /* The modifies_mem structs also go on an obstack, only this obstack is
203    freed each time after completing the analysis or transformations on
204    a basic block.  So we allocate a dummy modifies_mem_obstack_bottom
205    object on the obstack to keep track of the bottom of the obstack.  */
206 static struct obstack modifies_mem_obstack;
207 static struct modifies_mem  *modifies_mem_obstack_bottom;
208
209 /* Mapping of insn UIDs to CUIDs.
210    CUIDs are like UIDs except they increase monotonically in each basic
211    block, have no gaps, and only apply to real insns.  */
212 static int *uid_cuid;
213 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
214 \f
215
216 /* Helpers for memory allocation/freeing.  */
217 static void alloc_mem (void);
218 static void free_mem (void);
219
220 /* Support for hash table construction and transformations.  */
221 static bool oprs_unchanged_p (rtx, rtx, bool);
222 static void record_last_reg_set_info (rtx, rtx);
223 static void record_last_reg_set_info_regno (rtx, int);
224 static void record_last_mem_set_info (rtx);
225 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
226 static void record_opr_changes (rtx);
227
228 static void find_mem_conflicts (rtx, const_rtx, void *);
229 static int load_killed_in_block_p (int, rtx, bool);
230 static void reset_opr_set_tables (void);
231
232 /* Hash table support.  */
233 static hashval_t hash_expr (rtx, int *);
234 static void insert_expr_in_table (rtx, rtx);
235 static struct expr *lookup_expr_in_table (rtx);
236 static void dump_hash_table (FILE *);
237
238 /* Helpers for eliminate_partially_redundant_load.  */
239 static bool reg_killed_on_edge (rtx, edge);
240 static bool reg_used_on_edge (rtx, edge);
241
242 static rtx get_avail_load_store_reg (rtx);
243
244 static bool bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block);
245 static struct occr* get_bb_avail_insn (basic_block, struct occr *);
246 static void hash_scan_set (rtx);
247 static void compute_hash_table (void);
248
249 /* The work horses of this pass.  */
250 static void eliminate_partially_redundant_load (basic_block,
251                                                 rtx,
252                                                 struct expr *);
253 static void eliminate_partially_redundant_loads (void);
254 \f
255
256 /* Allocate memory for the CUID mapping array and register/memory
257    tracking tables.  */
258
259 static void
260 alloc_mem (void)
261 {
262   int i;
263   basic_block bb;
264   rtx insn;
265
266   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.  */
267   uid_cuid = XCNEWVEC (int, get_max_uid () + 1);
268   i = 1;
269   FOR_EACH_BB (bb)
270     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
271       {
272         if (INSN_P (insn))
273           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
274         else
275           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
276       }
277
278   /* Allocate the available expressions hash table.  We don't want to
279      make the hash table too small, but unnecessarily making it too large
280      also doesn't help.  The i/4 is a gcse.c relic, and seems like a
281      reasonable choice.  */
282   expr_table.create (MAX (i / 4, 13));
283
284   /* We allocate everything on obstacks because we often can roll back
285      the whole obstack to some point.  Freeing obstacks is very fast.  */
286   gcc_obstack_init (&expr_obstack);
287   gcc_obstack_init (&occr_obstack);
288   gcc_obstack_init (&unoccr_obstack);
289   gcc_obstack_init (&modifies_mem_obstack);
290
291   /* Working array used to track the last set for each register
292      in the current block.  */
293   reg_avail_info = (int *) xmalloc (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
294
295   /* Put a dummy modifies_mem object on the modifies_mem_obstack, so we
296      can roll it back in reset_opr_set_tables.  */
297   modifies_mem_obstack_bottom =
298     (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
299                                            sizeof (struct modifies_mem));
300 }
301
302 /* Free memory allocated by alloc_mem.  */
303
304 static void
305 free_mem (void)
306 {
307   free (uid_cuid);
308
309   expr_table.dispose ();
310
311   obstack_free (&expr_obstack, NULL);
312   obstack_free (&occr_obstack, NULL);
313   obstack_free (&unoccr_obstack, NULL);
314   obstack_free (&modifies_mem_obstack, NULL);
315
316   free (reg_avail_info);
317 }
318 \f
319
320 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
321    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
322    basic block.  */
323
324 static void
325 insert_expr_in_table (rtx x, rtx insn)
326 {
327   int do_not_record_p;
328   hashval_t hash;
329   struct expr *cur_expr, **slot;
330   struct occr *avail_occr, *last_occr = NULL;
331
332   hash = hash_expr (x, &do_not_record_p);
333
334   /* Do not insert expression in the table if it contains volatile operands,
335      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
336      to or can't handle.  */
337   if (do_not_record_p)
338     return;
339
340   /* We anticipate that redundant expressions are rare, so for convenience
341      allocate a new hash table element here already and set its fields.
342      If we don't do this, we need a hack with a static struct expr.  Anyway,
343      obstack_free is really fast and one more obstack_alloc doesn't hurt if
344      we're going to see more expressions later on.  */
345   cur_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
346                                             sizeof (struct expr));
347   cur_expr->expr = x;
348   cur_expr->hash = hash;
349   cur_expr->avail_occr = NULL;
350
351   slot = expr_table.find_slot_with_hash (cur_expr, hash, INSERT);
352
353   if (! (*slot))
354     /* The expression isn't found, so insert it.  */
355     *slot = cur_expr;
356   else
357     {
358       /* The expression is already in the table, so roll back the
359          obstack and use the existing table entry.  */
360       obstack_free (&expr_obstack, cur_expr);
361       cur_expr = *slot;
362     }
363
364   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
365   avail_occr = cur_expr->avail_occr;
366   while (avail_occr
367          && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
368     {
369       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
370          the list.  */
371       last_occr = avail_occr;
372       avail_occr = avail_occr->next;
373     }
374
375   if (avail_occr)
376     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
377        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
378        the last one in the block and the block is scanned from start
379        to end.  */
380     avail_occr->insn = insn;
381   else
382     {
383       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
384       avail_occr = (struct occr *) obstack_alloc (&occr_obstack,
385                                                   sizeof (struct occr));
386
387       /* First occurrence of this expression in any block?  */
388       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
389         cur_expr->avail_occr = avail_occr;
390       else
391         last_occr->next = avail_occr;
392
393       avail_occr->insn = insn;
394       avail_occr->next = NULL;
395       avail_occr->deleted_p = 0;
396     }
397 }
398 \f
399
400 /* Lookup pattern PAT in the expression hash table.
401    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
402
403 static struct expr *
404 lookup_expr_in_table (rtx pat)
405 {
406   int do_not_record_p;
407   struct expr **slot, *tmp_expr;
408   hashval_t hash = hash_expr (pat, &do_not_record_p);
409
410   if (do_not_record_p)
411     return NULL;
412
413   tmp_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
414                                             sizeof (struct expr));
415   tmp_expr->expr = pat;
416   tmp_expr->hash = hash;
417   tmp_expr->avail_occr = NULL;
418
419   slot = expr_table.find_slot_with_hash (tmp_expr, hash, INSERT);
420   obstack_free (&expr_obstack, tmp_expr);
421
422   if (!slot)
423     return NULL;
424   else
425     return (*slot);
426 }
427 \f
428
429 /* Dump all expressions and occurrences that are currently in the
430    expression hash table to FILE.  */
431
432 /* This helper is called via htab_traverse.  */
433 int
434 dump_expr_hash_table_entry (expr **slot, FILE *file)
435 {
436   struct expr *exprs = *slot;
437   struct occr *occr;
438
439   fprintf (file, "expr: ");
440   print_rtl (file, exprs->expr);
441   fprintf (file,"\nhashcode: %u\n", exprs->hash);
442   fprintf (file,"list of occurrences:\n");
443   occr = exprs->avail_occr;
444   while (occr)
445     {
446       rtx insn = occr->insn;
447       print_rtl_single (file, insn);
448       fprintf (file, "\n");
449       occr = occr->next;
450     }
451   fprintf (file, "\n");
452   return 1;
453 }
454
455 static void
456 dump_hash_table (FILE *file)
457 {
458   fprintf (file, "\n\nexpression hash table\n");
459   fprintf (file, "size %ld, %ld elements, %f collision/search ratio\n",
460            (long) expr_table.size (),
461            (long) expr_table.elements (),
462            expr_table.collisions ());
463   if (expr_table.elements () > 0)
464     {
465       fprintf (file, "\n\ntable entries:\n");
466       expr_table.traverse <FILE *, dump_expr_hash_table_entry> (file);
467     }
468   fprintf (file, "\n");
469 }
470 \f
471 /* Return true if register X is recorded as being set by an instruction
472    whose CUID is greater than the one given.  */
473
474 static bool
475 reg_changed_after_insn_p (rtx x, int cuid)
476 {
477   unsigned int regno, end_regno;
478
479   regno = REGNO (x);
480   end_regno = END_HARD_REGNO (x);
481   do
482     if (reg_avail_info[regno] > cuid)
483       return true;
484   while (++regno < end_regno);
485   return false;
486 }
487
488 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged
489    1) from the start of INSN's basic block up to but not including INSN
490       if AFTER_INSN is false, or
491    2) from INSN to the end of INSN's basic block if AFTER_INSN is true.  */
492
493 static bool
494 oprs_unchanged_p (rtx x, rtx insn, bool after_insn)
495 {
496   int i, j;
497   enum rtx_code code;
498   const char *fmt;
499
500   if (x == 0)
501     return 1;
502
503   code = GET_CODE (x);
504   switch (code)
505     {
506     case REG:
507       /* We are called after register allocation.  */
508       gcc_assert (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
509       if (after_insn)
510         return !reg_changed_after_insn_p (x, INSN_CUID (insn) - 1);
511       else
512         return !reg_changed_after_insn_p (x, 0);
513
514     case MEM:
515       if (load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn), x, after_insn))
516         return 0;
517       else
518         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, after_insn);
519
520     case PC:
521     case CC0: /*FIXME*/
522     case CONST:
523     CASE_CONST_ANY:
524     case SYMBOL_REF:
525     case LABEL_REF:
526     case ADDR_VEC:
527     case ADDR_DIFF_VEC:
528       return 1;
529
530     case PRE_DEC:
531     case PRE_INC:
532     case POST_DEC:
533     case POST_INC:
534     case PRE_MODIFY:
535     case POST_MODIFY:
536       if (after_insn)
537         return 0;
538       break;
539
540     default:
541       break;
542     }
543
544   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
545     {
546       if (fmt[i] == 'e')
547         {
548           if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, after_insn))
549             return 0;
550         }
551       else if (fmt[i] == 'E')
552         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
553           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, after_insn))
554             return 0;
555     }
556
557   return 1;
558 }
559 \f
560
561 /* Used for communication between find_mem_conflicts and
562    load_killed_in_block_p.  Nonzero if find_mem_conflicts finds a
563    conflict between two memory references.
564    This is a bit of a hack to work around the limitations of note_stores.  */
565 static int mems_conflict_p;
566
567 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
568    possibly conflicts with the load found in DATA, then set mems_conflict_p
569    to a nonzero value.  */
570
571 static void
572 find_mem_conflicts (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
573                     void *data)
574 {
575   rtx mem_op = (rtx) data;
576
577   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
578          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
579          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
580     dest = XEXP (dest, 0);
581
582   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
583      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
584      elsewhere.  */
585   if (! MEM_P (dest))
586     return;
587
588   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mem_op))
589     mems_conflict_p = 1;
590 }
591 \f
592
593 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
594    in the current basic block before (if AFTER_INSN is false) or after
595    (if AFTER_INSN is true) the insn with the CUID in UID_LIMIT.
596
597    This function assumes that the modifies_mem table is flushed when
598    the hash table construction or redundancy elimination phases start
599    processing a new basic block.  */
600
601 static int
602 load_killed_in_block_p (int uid_limit, rtx x, bool after_insn)
603 {
604   struct modifies_mem *list_entry = modifies_mem_list;
605
606   while (list_entry)
607     {
608       rtx setter = list_entry->insn;
609
610       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
611       if ((after_insn
612            && INSN_CUID (setter) < uid_limit)
613           || (! after_insn
614               && INSN_CUID (setter) > uid_limit))
615         {
616           list_entry = list_entry->next;
617           continue;
618         }
619
620       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
621          to pure functions are never put on the list, so we need not
622          worry about them.  */
623       if (CALL_P (setter))
624         return 1;
625
626       /* SETTER must be an insn of some kind that sets memory.  Call
627          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
628          It will set mems_conflict_p to nonzero if there may be a
629          conflict between X and SETTER.  */
630       mems_conflict_p = 0;
631       note_stores (PATTERN (setter), find_mem_conflicts, x);
632       if (mems_conflict_p)
633         return 1;
634
635       list_entry = list_entry->next;
636     }
637   return 0;
638 }
639 \f
640
641 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.  */
642
643 static inline void
644 record_last_reg_set_info (rtx insn, rtx reg)
645 {
646   unsigned int regno, end_regno;
647
648   regno = REGNO (reg);
649   end_regno = END_HARD_REGNO (reg);
650   do
651     reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
652   while (++regno < end_regno);
653 }
654
655 static inline void
656 record_last_reg_set_info_regno (rtx insn, int regno)
657 {
658   reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
659 }
660
661
662 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
663    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
664    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
665
666 static void
667 record_last_mem_set_info (rtx insn)
668 {
669   struct modifies_mem *list_entry;
670
671   list_entry = (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
672                                                       sizeof (struct modifies_mem));
673   list_entry->insn = insn;
674   list_entry->next = modifies_mem_list;
675   modifies_mem_list = list_entry;
676 }
677
678 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
679    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
680    the SET is taking place.  */
681
682 static void
683 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
684 {
685   rtx last_set_insn = (rtx) data;
686
687   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
688     dest = SUBREG_REG (dest);
689
690   if (REG_P (dest))
691     record_last_reg_set_info (last_set_insn, dest);
692   else if (MEM_P (dest))
693     {
694       /* Ignore pushes, they don't clobber memory.  They may still
695          clobber the stack pointer though.  Some targets do argument
696          pushes without adding REG_INC notes.  See e.g. PR25196,
697          where a pushsi2 on i386 doesn't have REG_INC notes.  Note
698          such changes here too.  */
699       if (! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
700         record_last_mem_set_info (last_set_insn);
701       else
702         record_last_reg_set_info_regno (last_set_insn, STACK_POINTER_REGNUM);
703     }
704 }
705
706
707 /* Reset tables used to keep track of what's still available since the
708    start of the block.  */
709
710 static void
711 reset_opr_set_tables (void)
712 {
713   memset (reg_avail_info, 0, FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
714   obstack_free (&modifies_mem_obstack, modifies_mem_obstack_bottom);
715   modifies_mem_list = NULL;
716 }
717 \f
718
719 /* Record things set by INSN.
720    This data is used by oprs_unchanged_p.  */
721
722 static void
723 record_opr_changes (rtx insn)
724 {
725   rtx note;
726
727   /* Find all stores and record them.  */
728   note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
729
730   /* Also record autoincremented REGs for this insn as changed.  */
731   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
732     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
733       record_last_reg_set_info (insn, XEXP (note, 0));
734
735   /* Finally, if this is a call, record all call clobbers.  */
736   if (CALL_P (insn))
737     {
738       unsigned int regno;
739       rtx link, x;
740       hard_reg_set_iterator hrsi;
741       EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call, 0, regno, hrsi)
742         record_last_reg_set_info_regno (insn, regno);
743
744       for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); link; link = XEXP (link, 1))
745         if (GET_CODE (XEXP (link, 0)) == CLOBBER)
746           {
747             x = XEXP (XEXP (link, 0), 0);
748             if (REG_P (x))
749               {
750                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
751                 record_last_reg_set_info (insn, x);
752               }
753           }
754
755       if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
756         record_last_mem_set_info (insn);
757     }
758 }
759 \f
760
761 /* Scan the pattern of INSN and add an entry to the hash TABLE.
762    After reload we are interested in loads/stores only.  */
763
764 static void
765 hash_scan_set (rtx insn)
766 {
767   rtx pat = PATTERN (insn);
768   rtx src = SET_SRC (pat);
769   rtx dest = SET_DEST (pat);
770
771   /* We are only interested in loads and stores.  */
772   if (! MEM_P (src) && ! MEM_P (dest))
773     return;
774
775   /* Don't mess with jumps and nops.  */
776   if (JUMP_P (insn) || set_noop_p (pat))
777     return;
778
779   if (REG_P (dest))
780     {
781       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
782           can_copy_p (GET_MODE (dest))
783           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
784           && general_operand (src, GET_MODE (src))
785 #ifdef STACK_REGS
786           /* Never consider insns touching the register stack.  It may
787              create situations that reg-stack cannot handle (e.g. a stack
788              register live across an abnormal edge).  */
789           && (REGNO (dest) < FIRST_STACK_REG || REGNO (dest) > LAST_STACK_REG)
790 #endif
791           /* An expression is not available if its operands are
792              subsequently modified, including this insn.  */
793           && oprs_unchanged_p (src, insn, true))
794         {
795           insert_expr_in_table (src, insn);
796         }
797     }
798   else if (REG_P (src))
799     {
800       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
801       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
802           can_copy_p (GET_MODE (src))
803           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
804           && general_operand (dest, GET_MODE (dest))
805 #ifdef STACK_REGS
806           /* As above for STACK_REGS.  */
807           && (REGNO (src) < FIRST_STACK_REG || REGNO (src) > LAST_STACK_REG)
808 #endif
809           && ! (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (dest)))
810           /* Check if the memory expression is killed after insn.  */
811           && ! load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn) + 1, dest, true)
812           && oprs_unchanged_p (XEXP (dest, 0), insn, true))
813         {
814           insert_expr_in_table (dest, insn);
815         }
816     }
817 }
818 \f
819
820 /* Create hash table of memory expressions available at end of basic
821    blocks.  Basically you should think of this hash table as the
822    representation of AVAIL_OUT.  This is the set of expressions that
823    is generated in a basic block and not killed before the end of the
824    same basic block.  Notice that this is really a local computation.  */
825
826 static void
827 compute_hash_table (void)
828 {
829   basic_block bb;
830
831   FOR_EACH_BB (bb)
832     {
833       rtx insn;
834
835       /* First pass over the instructions records information used to
836          determine when registers and memory are last set.
837          Since we compute a "local" AVAIL_OUT, reset the tables that
838          help us keep track of what has been modified since the start
839          of the block.  */
840       reset_opr_set_tables ();
841       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
842         {
843           if (INSN_P (insn))
844             record_opr_changes (insn);
845         }
846
847       /* The next pass actually builds the hash table.  */
848       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
849         if (INSN_P (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
850           hash_scan_set (insn);
851     }
852 }
853 \f
854
855 /* Check if register REG is killed in any insn waiting to be inserted on
856    edge E.  This function is required to check that our data flow analysis
857    is still valid prior to commit_edge_insertions.  */
858
859 static bool
860 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
861 {
862   rtx insn;
863
864   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
865     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
866       return true;
867
868   return false;
869 }
870
871 /* Similar to above - check if register REG is used in any insn waiting
872    to be inserted on edge E.
873    Assumes no such insn can be a CALL_INSN; if so call reg_used_between_p
874    with PREV(insn),NEXT(insn) instead of calling reg_overlap_mentioned_p.  */
875
876 static bool
877 reg_used_on_edge (rtx reg, edge e)
878 {
879   rtx insn;
880
881   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
882     if (INSN_P (insn) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (insn)))
883       return true;
884
885   return false;
886 }
887 \f
888 /* Return the loaded/stored register of a load/store instruction.  */
889
890 static rtx
891 get_avail_load_store_reg (rtx insn)
892 {
893   if (REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn))))
894     /* A load.  */
895     return SET_DEST(PATTERN(insn));
896   else
897     {
898       /* A store.  */
899       gcc_assert (REG_P (SET_SRC (PATTERN (insn))));
900       return SET_SRC (PATTERN (insn));
901     }
902 }
903
904 /* Return nonzero if the predecessors of BB are "well behaved".  */
905
906 static bool
907 bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block bb)
908 {
909   edge pred;
910   edge_iterator ei;
911
912   if (EDGE_COUNT (bb->preds) == 0)
913     return false;
914
915   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
916     {
917       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL) && EDGE_CRITICAL_P (pred))
918         return false;
919
920       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL_CALL) && cfun->has_nonlocal_label)
921         return false;
922
923       if (tablejump_p (BB_END (pred->src), NULL, NULL))
924         return false;
925     }
926   return true;
927 }
928
929
930 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
931
932 static struct occr*
933 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
934 {
935   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
936     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
937       return occr;
938   return NULL;
939 }
940
941
942 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
943    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
944    worth it.
945
946    Redundancy elimination is possible if,
947    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
948       of the current basic block.
949    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
950       is generated.
951
952    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
953    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
954
955 static void
956 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx insn,
957                                     struct expr *expr)
958 {
959   edge pred;
960   rtx avail_insn = NULL_RTX;
961   rtx avail_reg;
962   rtx dest, pat;
963   struct occr *a_occr;
964   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
965   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
966   int npred_ok = 0;
967   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
968   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
969   edge_iterator ei;
970   bool critical_edge_split = false;
971
972   /* The execution count of the loads to be added to make the
973      load fully redundant.  */
974   gcov_type not_ok_count = 0;
975   basic_block pred_bb;
976
977   pat = PATTERN (insn);
978   dest = SET_DEST (pat);
979
980   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
981      beginning of the block.  */
982   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
983       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
984     return;
985
986   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
987   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
988     {
989       rtx next_pred_bb_end;
990
991       avail_insn = NULL_RTX;
992       avail_reg = NULL_RTX;
993       pred_bb = pred->src;
994       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
995       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
996            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
997         {
998           /* Check if the loaded register is not used.  */
999           avail_insn = a_occr->insn;
1000           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1001           gcc_assert (avail_reg);
1002
1003           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
1004              dest.  */
1005           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1006                                        copy_rtx (avail_reg)));
1007           if (! constrain_operands (1)
1008               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1009               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1010             {
1011               avail_insn = NULL;
1012               continue;
1013             }
1014           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1015             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1016             break;
1017           else
1018             avail_insn = NULL;
1019         }
1020
1021       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1022         critical_count += pred->count;
1023
1024       if (avail_insn != NULL_RTX)
1025         {
1026           npred_ok++;
1027           ok_count += pred->count;
1028           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1029                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1030             {
1031               /* Check if there is going to be a split.  */
1032               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1033                 critical_edge_split = true;
1034             }
1035           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1036             continue;
1037           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1038                                                   sizeof (struct unoccr));
1039           occr->insn = avail_insn;
1040           occr->pred = pred;
1041           occr->next = avail_occrs;
1042           avail_occrs = occr;
1043           if (! rollback_unoccr)
1044             rollback_unoccr = occr;
1045         }
1046       else
1047         {
1048           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1049           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1050             critical_edge_split = true;
1051           not_ok_count += pred->count;
1052           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1053                                                     sizeof (struct unoccr));
1054           unoccr->insn = NULL_RTX;
1055           unoccr->pred = pred;
1056           unoccr->next = unavail_occrs;
1057           unavail_occrs = unoccr;
1058           if (! rollback_unoccr)
1059             rollback_unoccr = unoccr;
1060         }
1061     }
1062
1063   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1064       npred_ok == 0
1065       /* Prevent exploding the code.  */
1066       || (optimize_bb_for_size_p (bb) && npred_ok > 1)
1067       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting
1068          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1069       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1070            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1071           && critical_edge_split))
1072     goto cleanup;
1073
1074   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1075   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1076     goto cleanup;
1077   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1078     goto cleanup;
1079
1080   /* Generate moves to the loaded register from where
1081      the memory is available.  */
1082   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1083     {
1084       avail_insn = occr->insn;
1085       pred = occr->pred;
1086       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1087          memory.  */
1088       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1089       gcc_assert (avail_reg);
1090
1091       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1092                                           copy_rtx (avail_reg)),
1093                            pred);
1094       stats.moves_inserted++;
1095
1096       if (dump_file)
1097         fprintf (dump_file,
1098                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1099                  REGNO (avail_reg),
1100                  REGNO (dest),
1101                  pred->src->index,
1102                  pred->dest->index);
1103     }
1104
1105   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1106   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1107     {
1108       pred = unoccr->pred;
1109       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1110       stats.copies_inserted++;
1111
1112       if (dump_file)
1113         {
1114           fprintf (dump_file,
1115                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1116                    pred->src->index,
1117                    pred->dest->index);
1118           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1119           fprintf (dump_file, "\n");
1120         }
1121     }
1122
1123   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1124      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1125      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1126   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1127        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1128        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next))
1129     ;
1130
1131   if (!a_occr)
1132     {
1133       stats.insns_deleted++;
1134
1135       if (dump_file)
1136         {
1137           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1138           print_rtl_single (dump_file, insn);
1139           fprintf (dump_file, "\n");
1140         }
1141       delete_insn (insn);
1142     }
1143   else
1144     a_occr->deleted_p = 1;
1145
1146 cleanup:
1147   if (rollback_unoccr)
1148     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1149 }
1150
1151 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1152
1153 static void
1154 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1155 {
1156   rtx insn;
1157   basic_block bb;
1158
1159   /* Note we start at block 1.  */
1160
1161   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1162     return;
1163
1164   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1165                   ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
1166                   EXIT_BLOCK_PTR,
1167                   next_bb)
1168     {
1169       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1170       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1171         continue;
1172
1173       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1174       if (optimize_bb_for_size_p (bb))
1175         continue;
1176
1177       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1178          basic block.  */
1179       reset_opr_set_tables ();
1180
1181       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1182          any loads in it that we can record.  */
1183       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1184         {
1185           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1186           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1187               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1188               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1189               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1190             {
1191               rtx pat = PATTERN (insn);
1192               rtx src = SET_SRC (pat);
1193               struct expr *expr;
1194
1195               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1196                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1197                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1198                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1199                      block?  */
1200                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1201                   && !(cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1202                   && !side_effects_p (src)
1203                   /* Is the expression recorded?  */
1204                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1205                 {
1206                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1207                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1208                      redundant.  */
1209                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1210                 }
1211             }
1212
1213           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1214              know what has been modified since the start of the current
1215              basic block.  */
1216           if (INSN_P (insn))
1217             record_opr_changes (insn);
1218         }
1219     }
1220
1221   commit_edge_insertions ();
1222 }
1223
1224 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1225    marked for later deletion.  */
1226
1227 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1228 int
1229 delete_redundant_insns_1 (expr **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1230 {
1231   struct expr *exprs = *slot;
1232   struct occr *occr;
1233
1234   for (occr = exprs->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1235     {
1236       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1237         {
1238           delete_insn (occr->insn);
1239           stats.insns_deleted++;
1240
1241           if (dump_file)
1242             {
1243               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1244               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1245               fprintf (dump_file, "\n");
1246             }
1247         }
1248     }
1249
1250   return 1;
1251 }
1252
1253 static void
1254 delete_redundant_insns (void)
1255 {
1256   expr_table.traverse <void *, delete_redundant_insns_1> (NULL);
1257   if (dump_file)
1258     fprintf (dump_file, "\n");
1259 }
1260
1261 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1262    due to spilling.  */
1263
1264 static void
1265 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1266 {
1267
1268   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1269
1270   /* Allocate memory for this pass.
1271      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1272   alloc_mem ();
1273
1274   /* We need alias analysis.  */
1275   init_alias_analysis ();
1276
1277   compute_hash_table ();
1278
1279   if (dump_file)
1280     dump_hash_table (dump_file);
1281
1282   if (expr_table.elements () > 0)
1283     {
1284       eliminate_partially_redundant_loads ();
1285       delete_redundant_insns ();
1286
1287       if (dump_file)
1288         {
1289           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1290           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1291           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1292           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1293           fprintf (dump_file, "\n\n");
1294         }
1295
1296       statistics_counter_event (cfun, "copies inserted",
1297                                 stats.copies_inserted);
1298       statistics_counter_event (cfun, "moves inserted",
1299                                 stats.moves_inserted);
1300       statistics_counter_event (cfun, "insns deleted",
1301                                 stats.insns_deleted);
1302     }
1303
1304   /* We are finished with alias.  */
1305   end_alias_analysis ();
1306
1307   free_mem ();
1308 }
1309
1310 \f
1311 static bool
1312 gate_handle_gcse2 (void)
1313 {
1314   return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload
1315           && optimize_function_for_speed_p (cfun));
1316 }
1317
1318
1319 static unsigned int
1320 rest_of_handle_gcse2 (void)
1321 {
1322   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1323   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1324   return 0;
1325 }
1326
1327 namespace {
1328
1329 const pass_data pass_data_gcse2 =
1330 {
1331   RTL_PASS, /* type */
1332   "gcse2", /* name */
1333   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
1334   true, /* has_gate */
1335   true, /* has_execute */
1336   TV_GCSE_AFTER_RELOAD, /* tv_id */
1337   0, /* properties_required */
1338   0, /* properties_provided */
1339   0, /* properties_destroyed */
1340   0, /* todo_flags_start */
1341   ( TODO_verify_rtl_sharing | TODO_verify_flow ), /* todo_flags_finish */
1342 };
1343
1344 class pass_gcse2 : public rtl_opt_pass
1345 {
1346 public:
1347   pass_gcse2(gcc::context *ctxt)
1348     : rtl_opt_pass(pass_data_gcse2, ctxt)
1349   {}
1350
1351   /* opt_pass methods: */
1352   bool gate () { return gate_handle_gcse2 (); }
1353   unsigned int execute () { return rest_of_handle_gcse2 (); }
1354
1355 }; // class pass_gcse2
1356
1357 } // anon namespace
1358
1359 rtl_opt_pass *
1360 make_pass_gcse2 (gcc::context *ctxt)
1361 {
1362   return new pass_gcse2 (ctxt);
1363 }