Convert edge_def.insns.r to rtx_insn *
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / postreload-gcse.c
1 /* Post reload partially redundant load elimination
2    Copyright (C) 2004-2014 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 #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 *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 *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 *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_insn *, bool);
222 static void record_last_reg_set_info (rtx_insn *, rtx);
223 static void record_last_reg_set_info_regno (rtx_insn *, int);
224 static void record_last_mem_set_info (rtx_insn *);
225 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
226 static void record_opr_changes (rtx_insn *);
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_insn *);
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_insn *);
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_insn *);
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_insn *,
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 *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_FN (bb, cfun)
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 = new hash_table<expr_hasher> (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   delete expr_table;
310   expr_table = NULL;
311
312   obstack_free (&expr_obstack, NULL);
313   obstack_free (&occr_obstack, NULL);
314   obstack_free (&unoccr_obstack, NULL);
315   obstack_free (&modifies_mem_obstack, NULL);
316
317   free (reg_avail_info);
318 }
319 \f
320
321 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
322    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
323    basic block.  */
324
325 static void
326 insert_expr_in_table (rtx x, rtx_insn *insn)
327 {
328   int do_not_record_p;
329   hashval_t hash;
330   struct expr *cur_expr, **slot;
331   struct occr *avail_occr, *last_occr = NULL;
332
333   hash = hash_expr (x, &do_not_record_p);
334
335   /* Do not insert expression in the table if it contains volatile operands,
336      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
337      to or can't handle.  */
338   if (do_not_record_p)
339     return;
340
341   /* We anticipate that redundant expressions are rare, so for convenience
342      allocate a new hash table element here already and set its fields.
343      If we don't do this, we need a hack with a static struct expr.  Anyway,
344      obstack_free is really fast and one more obstack_alloc doesn't hurt if
345      we're going to see more expressions later on.  */
346   cur_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
347                                             sizeof (struct expr));
348   cur_expr->expr = x;
349   cur_expr->hash = hash;
350   cur_expr->avail_occr = NULL;
351
352   slot = expr_table->find_slot_with_hash (cur_expr, hash, INSERT);
353
354   if (! (*slot))
355     /* The expression isn't found, so insert it.  */
356     *slot = cur_expr;
357   else
358     {
359       /* The expression is already in the table, so roll back the
360          obstack and use the existing table entry.  */
361       obstack_free (&expr_obstack, cur_expr);
362       cur_expr = *slot;
363     }
364
365   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
366   avail_occr = cur_expr->avail_occr;
367   while (avail_occr
368          && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
369     {
370       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
371          the list.  */
372       last_occr = avail_occr;
373       avail_occr = avail_occr->next;
374     }
375
376   if (avail_occr)
377     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
378        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
379        the last one in the block and the block is scanned from start
380        to end.  */
381     avail_occr->insn = insn;
382   else
383     {
384       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
385       avail_occr = (struct occr *) obstack_alloc (&occr_obstack,
386                                                   sizeof (struct occr));
387
388       /* First occurrence of this expression in any block?  */
389       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
390         cur_expr->avail_occr = avail_occr;
391       else
392         last_occr->next = avail_occr;
393
394       avail_occr->insn = insn;
395       avail_occr->next = NULL;
396       avail_occr->deleted_p = 0;
397     }
398 }
399 \f
400
401 /* Lookup pattern PAT in the expression hash table.
402    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
403
404 static struct expr *
405 lookup_expr_in_table (rtx pat)
406 {
407   int do_not_record_p;
408   struct expr **slot, *tmp_expr;
409   hashval_t hash = hash_expr (pat, &do_not_record_p);
410
411   if (do_not_record_p)
412     return NULL;
413
414   tmp_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
415                                             sizeof (struct expr));
416   tmp_expr->expr = pat;
417   tmp_expr->hash = hash;
418   tmp_expr->avail_occr = NULL;
419
420   slot = expr_table->find_slot_with_hash (tmp_expr, hash, INSERT);
421   obstack_free (&expr_obstack, tmp_expr);
422
423   if (!slot)
424     return NULL;
425   else
426     return (*slot);
427 }
428 \f
429
430 /* Dump all expressions and occurrences that are currently in the
431    expression hash table to FILE.  */
432
433 /* This helper is called via htab_traverse.  */
434 int
435 dump_expr_hash_table_entry (expr **slot, FILE *file)
436 {
437   struct expr *exprs = *slot;
438   struct occr *occr;
439
440   fprintf (file, "expr: ");
441   print_rtl (file, exprs->expr);
442   fprintf (file,"\nhashcode: %u\n", exprs->hash);
443   fprintf (file,"list of occurrences:\n");
444   occr = exprs->avail_occr;
445   while (occr)
446     {
447       rtx_insn *insn = occr->insn;
448       print_rtl_single (file, insn);
449       fprintf (file, "\n");
450       occr = occr->next;
451     }
452   fprintf (file, "\n");
453   return 1;
454 }
455
456 static void
457 dump_hash_table (FILE *file)
458 {
459   fprintf (file, "\n\nexpression hash table\n");
460   fprintf (file, "size %ld, %ld elements, %f collision/search ratio\n",
461            (long) expr_table->size (),
462            (long) expr_table->elements (),
463            expr_table->collisions ());
464   if (expr_table->elements () > 0)
465     {
466       fprintf (file, "\n\ntable entries:\n");
467       expr_table->traverse <FILE *, dump_expr_hash_table_entry> (file);
468     }
469   fprintf (file, "\n");
470 }
471 \f
472 /* Return true if register X is recorded as being set by an instruction
473    whose CUID is greater than the one given.  */
474
475 static bool
476 reg_changed_after_insn_p (rtx x, int cuid)
477 {
478   unsigned int regno, end_regno;
479
480   regno = REGNO (x);
481   end_regno = END_HARD_REGNO (x);
482   do
483     if (reg_avail_info[regno] > cuid)
484       return true;
485   while (++regno < end_regno);
486   return false;
487 }
488
489 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged
490    1) from the start of INSN's basic block up to but not including INSN
491       if AFTER_INSN is false, or
492    2) from INSN to the end of INSN's basic block if AFTER_INSN is true.  */
493
494 static bool
495 oprs_unchanged_p (rtx x, rtx_insn *insn, bool after_insn)
496 {
497   int i, j;
498   enum rtx_code code;
499   const char *fmt;
500
501   if (x == 0)
502     return 1;
503
504   code = GET_CODE (x);
505   switch (code)
506     {
507     case REG:
508       /* We are called after register allocation.  */
509       gcc_assert (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
510       if (after_insn)
511         return !reg_changed_after_insn_p (x, INSN_CUID (insn) - 1);
512       else
513         return !reg_changed_after_insn_p (x, 0);
514
515     case MEM:
516       if (load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn), x, after_insn))
517         return 0;
518       else
519         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, after_insn);
520
521     case PC:
522     case CC0: /*FIXME*/
523     case CONST:
524     CASE_CONST_ANY:
525     case SYMBOL_REF:
526     case LABEL_REF:
527     case ADDR_VEC:
528     case ADDR_DIFF_VEC:
529       return 1;
530
531     case PRE_DEC:
532     case PRE_INC:
533     case POST_DEC:
534     case POST_INC:
535     case PRE_MODIFY:
536     case POST_MODIFY:
537       if (after_insn)
538         return 0;
539       break;
540
541     default:
542       break;
543     }
544
545   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
546     {
547       if (fmt[i] == 'e')
548         {
549           if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, after_insn))
550             return 0;
551         }
552       else if (fmt[i] == 'E')
553         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
554           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, after_insn))
555             return 0;
556     }
557
558   return 1;
559 }
560 \f
561
562 /* Used for communication between find_mem_conflicts and
563    load_killed_in_block_p.  Nonzero if find_mem_conflicts finds a
564    conflict between two memory references.
565    This is a bit of a hack to work around the limitations of note_stores.  */
566 static int mems_conflict_p;
567
568 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
569    possibly conflicts with the load found in DATA, then set mems_conflict_p
570    to a nonzero value.  */
571
572 static void
573 find_mem_conflicts (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
574                     void *data)
575 {
576   rtx mem_op = (rtx) data;
577
578   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
579          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
580          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
581     dest = XEXP (dest, 0);
582
583   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
584      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
585      elsewhere.  */
586   if (! MEM_P (dest))
587     return;
588
589   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mem_op))
590     mems_conflict_p = 1;
591 }
592 \f
593
594 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
595    in the current basic block before (if AFTER_INSN is false) or after
596    (if AFTER_INSN is true) the insn with the CUID in UID_LIMIT.
597
598    This function assumes that the modifies_mem table is flushed when
599    the hash table construction or redundancy elimination phases start
600    processing a new basic block.  */
601
602 static int
603 load_killed_in_block_p (int uid_limit, rtx x, bool after_insn)
604 {
605   struct modifies_mem *list_entry = modifies_mem_list;
606
607   while (list_entry)
608     {
609       rtx_insn *setter = list_entry->insn;
610
611       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
612       if ((after_insn
613            && INSN_CUID (setter) < uid_limit)
614           || (! after_insn
615               && INSN_CUID (setter) > uid_limit))
616         {
617           list_entry = list_entry->next;
618           continue;
619         }
620
621       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
622          to pure functions are never put on the list, so we need not
623          worry about them.  */
624       if (CALL_P (setter))
625         return 1;
626
627       /* SETTER must be an insn of some kind that sets memory.  Call
628          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
629          It will set mems_conflict_p to nonzero if there may be a
630          conflict between X and SETTER.  */
631       mems_conflict_p = 0;
632       note_stores (PATTERN (setter), find_mem_conflicts, x);
633       if (mems_conflict_p)
634         return 1;
635
636       list_entry = list_entry->next;
637     }
638   return 0;
639 }
640 \f
641
642 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.  */
643
644 static inline void
645 record_last_reg_set_info (rtx_insn *insn, rtx reg)
646 {
647   unsigned int regno, end_regno;
648
649   regno = REGNO (reg);
650   end_regno = END_HARD_REGNO (reg);
651   do
652     reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
653   while (++regno < end_regno);
654 }
655
656 static inline void
657 record_last_reg_set_info_regno (rtx_insn *insn, int regno)
658 {
659   reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
660 }
661
662
663 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
664    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
665    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
666
667 static void
668 record_last_mem_set_info (rtx_insn *insn)
669 {
670   struct modifies_mem *list_entry;
671
672   list_entry = (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
673                                                       sizeof (struct modifies_mem));
674   list_entry->insn = insn;
675   list_entry->next = modifies_mem_list;
676   modifies_mem_list = list_entry;
677 }
678
679 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
680    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
681    the SET is taking place.  */
682
683 static void
684 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
685 {
686   rtx_insn *last_set_insn = (rtx_insn *) data;
687
688   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
689     dest = SUBREG_REG (dest);
690
691   if (REG_P (dest))
692     record_last_reg_set_info (last_set_insn, dest);
693   else if (MEM_P (dest))
694     {
695       /* Ignore pushes, they don't clobber memory.  They may still
696          clobber the stack pointer though.  Some targets do argument
697          pushes without adding REG_INC notes.  See e.g. PR25196,
698          where a pushsi2 on i386 doesn't have REG_INC notes.  Note
699          such changes here too.  */
700       if (! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
701         record_last_mem_set_info (last_set_insn);
702       else
703         record_last_reg_set_info_regno (last_set_insn, STACK_POINTER_REGNUM);
704     }
705 }
706
707
708 /* Reset tables used to keep track of what's still available since the
709    start of the block.  */
710
711 static void
712 reset_opr_set_tables (void)
713 {
714   memset (reg_avail_info, 0, FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
715   obstack_free (&modifies_mem_obstack, modifies_mem_obstack_bottom);
716   modifies_mem_list = NULL;
717 }
718 \f
719
720 /* Record things set by INSN.
721    This data is used by oprs_unchanged_p.  */
722
723 static void
724 record_opr_changes (rtx_insn *insn)
725 {
726   rtx note;
727
728   /* Find all stores and record them.  */
729   note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
730
731   /* Also record autoincremented REGs for this insn as changed.  */
732   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
733     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
734       record_last_reg_set_info (insn, XEXP (note, 0));
735
736   /* Finally, if this is a call, record all call clobbers.  */
737   if (CALL_P (insn))
738     {
739       unsigned int regno;
740       rtx link, x;
741       hard_reg_set_iterator hrsi;
742       EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call, 0, regno, hrsi)
743         record_last_reg_set_info_regno (insn, regno);
744
745       for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); link; link = XEXP (link, 1))
746         if (GET_CODE (XEXP (link, 0)) == CLOBBER)
747           {
748             x = XEXP (XEXP (link, 0), 0);
749             if (REG_P (x))
750               {
751                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
752                 record_last_reg_set_info (insn, x);
753               }
754           }
755
756       if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
757         record_last_mem_set_info (insn);
758     }
759 }
760 \f
761
762 /* Scan the pattern of INSN and add an entry to the hash TABLE.
763    After reload we are interested in loads/stores only.  */
764
765 static void
766 hash_scan_set (rtx_insn *insn)
767 {
768   rtx pat = PATTERN (insn);
769   rtx src = SET_SRC (pat);
770   rtx dest = SET_DEST (pat);
771
772   /* We are only interested in loads and stores.  */
773   if (! MEM_P (src) && ! MEM_P (dest))
774     return;
775
776   /* Don't mess with jumps and nops.  */
777   if (JUMP_P (insn) || set_noop_p (pat))
778     return;
779
780   if (REG_P (dest))
781     {
782       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
783           can_copy_p (GET_MODE (dest))
784           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
785           && general_operand (src, GET_MODE (src))
786 #ifdef STACK_REGS
787           /* Never consider insns touching the register stack.  It may
788              create situations that reg-stack cannot handle (e.g. a stack
789              register live across an abnormal edge).  */
790           && (REGNO (dest) < FIRST_STACK_REG || REGNO (dest) > LAST_STACK_REG)
791 #endif
792           /* An expression is not available if its operands are
793              subsequently modified, including this insn.  */
794           && oprs_unchanged_p (src, insn, true))
795         {
796           insert_expr_in_table (src, insn);
797         }
798     }
799   else if (REG_P (src))
800     {
801       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
802       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
803           can_copy_p (GET_MODE (src))
804           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
805           && general_operand (dest, GET_MODE (dest))
806 #ifdef STACK_REGS
807           /* As above for STACK_REGS.  */
808           && (REGNO (src) < FIRST_STACK_REG || REGNO (src) > LAST_STACK_REG)
809 #endif
810           && ! (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (dest)))
811           /* Check if the memory expression is killed after insn.  */
812           && ! load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn) + 1, dest, true)
813           && oprs_unchanged_p (XEXP (dest, 0), insn, true))
814         {
815           insert_expr_in_table (dest, insn);
816         }
817     }
818 }
819 \f
820
821 /* Create hash table of memory expressions available at end of basic
822    blocks.  Basically you should think of this hash table as the
823    representation of AVAIL_OUT.  This is the set of expressions that
824    is generated in a basic block and not killed before the end of the
825    same basic block.  Notice that this is really a local computation.  */
826
827 static void
828 compute_hash_table (void)
829 {
830   basic_block bb;
831
832   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
833     {
834       rtx_insn *insn;
835
836       /* First pass over the instructions records information used to
837          determine when registers and memory are last set.
838          Since we compute a "local" AVAIL_OUT, reset the tables that
839          help us keep track of what has been modified since the start
840          of the block.  */
841       reset_opr_set_tables ();
842       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
843         {
844           if (INSN_P (insn))
845             record_opr_changes (insn);
846         }
847
848       /* The next pass actually builds the hash table.  */
849       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
850         if (INSN_P (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
851           hash_scan_set (insn);
852     }
853 }
854 \f
855
856 /* Check if register REG is killed in any insn waiting to be inserted on
857    edge E.  This function is required to check that our data flow analysis
858    is still valid prior to commit_edge_insertions.  */
859
860 static bool
861 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
862 {
863   rtx_insn *insn;
864
865   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
866     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
867       return true;
868
869   return false;
870 }
871
872 /* Similar to above - check if register REG is used in any insn waiting
873    to be inserted on edge E.
874    Assumes no such insn can be a CALL_INSN; if so call reg_used_between_p
875    with PREV(insn),NEXT(insn) instead of calling reg_overlap_mentioned_p.  */
876
877 static bool
878 reg_used_on_edge (rtx reg, edge e)
879 {
880   rtx_insn *insn;
881
882   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
883     if (INSN_P (insn) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (insn)))
884       return true;
885
886   return false;
887 }
888 \f
889 /* Return the loaded/stored register of a load/store instruction.  */
890
891 static rtx
892 get_avail_load_store_reg (rtx_insn *insn)
893 {
894   if (REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn))))
895     /* A load.  */
896     return SET_DEST (PATTERN (insn));
897   else
898     {
899       /* A store.  */
900       gcc_assert (REG_P (SET_SRC (PATTERN (insn))));
901       return SET_SRC (PATTERN (insn));
902     }
903 }
904
905 /* Return nonzero if the predecessors of BB are "well behaved".  */
906
907 static bool
908 bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block bb)
909 {
910   edge pred;
911   edge_iterator ei;
912
913   if (EDGE_COUNT (bb->preds) == 0)
914     return false;
915
916   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
917     {
918       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL) && EDGE_CRITICAL_P (pred))
919         return false;
920
921       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL_CALL) && cfun->has_nonlocal_label)
922         return false;
923
924       if (tablejump_p (BB_END (pred->src), NULL, NULL))
925         return false;
926     }
927   return true;
928 }
929
930
931 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
932
933 static struct occr*
934 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
935 {
936   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
937     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
938       return occr;
939   return NULL;
940 }
941
942
943 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
944    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
945    worth it.
946
947    Redundancy elimination is possible if,
948    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
949       of the current basic block.
950    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
951       is generated.
952
953    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
954    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
955
956 static void
957 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx_insn *insn,
958                                     struct expr *expr)
959 {
960   edge pred;
961   rtx_insn *avail_insn = NULL;
962   rtx avail_reg;
963   rtx dest, pat;
964   struct occr *a_occr;
965   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
966   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
967   int npred_ok = 0;
968   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
969   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
970   edge_iterator ei;
971   bool critical_edge_split = false;
972
973   /* The execution count of the loads to be added to make the
974      load fully redundant.  */
975   gcov_type not_ok_count = 0;
976   basic_block pred_bb;
977
978   pat = PATTERN (insn);
979   dest = SET_DEST (pat);
980
981   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
982      beginning of the block.  */
983   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
984       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
985     return;
986
987   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
988   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
989     {
990       rtx_insn *next_pred_bb_end;
991
992       avail_insn = NULL;
993       avail_reg = NULL_RTX;
994       pred_bb = pred->src;
995       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
996       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
997            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
998         {
999           /* Check if the loaded register is not used.  */
1000           avail_insn = a_occr->insn;
1001           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1002           gcc_assert (avail_reg);
1003
1004           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
1005              dest.  */
1006           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1007                                        copy_rtx (avail_reg)));
1008           if (! constrain_operands (1)
1009               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1010               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1011             {
1012               avail_insn = NULL;
1013               continue;
1014             }
1015           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1016             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1017             break;
1018           else
1019             avail_insn = NULL;
1020         }
1021
1022       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1023         critical_count += pred->count;
1024
1025       if (avail_insn != NULL_RTX)
1026         {
1027           npred_ok++;
1028           ok_count += pred->count;
1029           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1030                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1031             {
1032               /* Check if there is going to be a split.  */
1033               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1034                 critical_edge_split = true;
1035             }
1036           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1037             continue;
1038           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1039                                                   sizeof (struct unoccr));
1040           occr->insn = avail_insn;
1041           occr->pred = pred;
1042           occr->next = avail_occrs;
1043           avail_occrs = occr;
1044           if (! rollback_unoccr)
1045             rollback_unoccr = occr;
1046         }
1047       else
1048         {
1049           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1050           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1051             critical_edge_split = true;
1052           not_ok_count += pred->count;
1053           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1054                                                     sizeof (struct unoccr));
1055           unoccr->insn = NULL;
1056           unoccr->pred = pred;
1057           unoccr->next = unavail_occrs;
1058           unavail_occrs = unoccr;
1059           if (! rollback_unoccr)
1060             rollback_unoccr = unoccr;
1061         }
1062     }
1063
1064   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1065       npred_ok == 0
1066       /* Prevent exploding the code.  */
1067       || (optimize_bb_for_size_p (bb) && npred_ok > 1)
1068       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting
1069          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1070       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1071            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1072           && critical_edge_split))
1073     goto cleanup;
1074
1075   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1076   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1077     goto cleanup;
1078   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1079     goto cleanup;
1080
1081   /* Generate moves to the loaded register from where
1082      the memory is available.  */
1083   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1084     {
1085       avail_insn = occr->insn;
1086       pred = occr->pred;
1087       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1088          memory.  */
1089       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1090       gcc_assert (avail_reg);
1091
1092       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1093                                           copy_rtx (avail_reg)),
1094                            pred);
1095       stats.moves_inserted++;
1096
1097       if (dump_file)
1098         fprintf (dump_file,
1099                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1100                  REGNO (avail_reg),
1101                  REGNO (dest),
1102                  pred->src->index,
1103                  pred->dest->index);
1104     }
1105
1106   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1107   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1108     {
1109       pred = unoccr->pred;
1110       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1111       stats.copies_inserted++;
1112
1113       if (dump_file)
1114         {
1115           fprintf (dump_file,
1116                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1117                    pred->src->index,
1118                    pred->dest->index);
1119           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1120           fprintf (dump_file, "\n");
1121         }
1122     }
1123
1124   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1125      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1126      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1127   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1128        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1129        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next))
1130     ;
1131
1132   if (!a_occr)
1133     {
1134       stats.insns_deleted++;
1135
1136       if (dump_file)
1137         {
1138           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1139           print_rtl_single (dump_file, insn);
1140           fprintf (dump_file, "\n");
1141         }
1142       delete_insn (insn);
1143     }
1144   else
1145     a_occr->deleted_p = 1;
1146
1147 cleanup:
1148   if (rollback_unoccr)
1149     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1150 }
1151
1152 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1153
1154 static void
1155 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1156 {
1157   rtx_insn *insn;
1158   basic_block bb;
1159
1160   /* Note we start at block 1.  */
1161
1162   if (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
1163     return;
1164
1165   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1166                   ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb->next_bb,
1167                   EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun),
1168                   next_bb)
1169     {
1170       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1171       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1172         continue;
1173
1174       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1175       if (optimize_bb_for_size_p (bb))
1176         continue;
1177
1178       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1179          basic block.  */
1180       reset_opr_set_tables ();
1181
1182       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1183          any loads in it that we can record.  */
1184       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1185         {
1186           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1187           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1188               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1189               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1190               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1191             {
1192               rtx pat = PATTERN (insn);
1193               rtx src = SET_SRC (pat);
1194               struct expr *expr;
1195
1196               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1197                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1198                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1199                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1200                      block?  */
1201                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1202                   && !(cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1203                   && !side_effects_p (src)
1204                   /* Is the expression recorded?  */
1205                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1206                 {
1207                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1208                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1209                      redundant.  */
1210                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1211                 }
1212             }
1213
1214           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1215              know what has been modified since the start of the current
1216              basic block.  */
1217           if (INSN_P (insn))
1218             record_opr_changes (insn);
1219         }
1220     }
1221
1222   commit_edge_insertions ();
1223 }
1224
1225 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1226    marked for later deletion.  */
1227
1228 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1229 int
1230 delete_redundant_insns_1 (expr **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1231 {
1232   struct expr *exprs = *slot;
1233   struct occr *occr;
1234
1235   for (occr = exprs->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1236     {
1237       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1238         {
1239           delete_insn (occr->insn);
1240           stats.insns_deleted++;
1241
1242           if (dump_file)
1243             {
1244               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1245               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1246               fprintf (dump_file, "\n");
1247             }
1248         }
1249     }
1250
1251   return 1;
1252 }
1253
1254 static void
1255 delete_redundant_insns (void)
1256 {
1257   expr_table->traverse <void *, delete_redundant_insns_1> (NULL);
1258   if (dump_file)
1259     fprintf (dump_file, "\n");
1260 }
1261
1262 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1263    due to spilling.  */
1264
1265 static void
1266 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1267 {
1268
1269   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1270
1271   /* Allocate memory for this pass.
1272      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1273   alloc_mem ();
1274
1275   /* We need alias analysis.  */
1276   init_alias_analysis ();
1277
1278   compute_hash_table ();
1279
1280   if (dump_file)
1281     dump_hash_table (dump_file);
1282
1283   if (expr_table->elements () > 0)
1284     {
1285       eliminate_partially_redundant_loads ();
1286       delete_redundant_insns ();
1287
1288       if (dump_file)
1289         {
1290           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1291           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1292           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1293           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1294           fprintf (dump_file, "\n\n");
1295         }
1296
1297       statistics_counter_event (cfun, "copies inserted",
1298                                 stats.copies_inserted);
1299       statistics_counter_event (cfun, "moves inserted",
1300                                 stats.moves_inserted);
1301       statistics_counter_event (cfun, "insns deleted",
1302                                 stats.insns_deleted);
1303     }
1304
1305   /* We are finished with alias.  */
1306   end_alias_analysis ();
1307
1308   free_mem ();
1309 }
1310
1311 \f
1312
1313 static unsigned int
1314 rest_of_handle_gcse2 (void)
1315 {
1316   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1317   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1318   return 0;
1319 }
1320
1321 namespace {
1322
1323 const pass_data pass_data_gcse2 =
1324 {
1325   RTL_PASS, /* type */
1326   "gcse2", /* name */
1327   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
1328   TV_GCSE_AFTER_RELOAD, /* tv_id */
1329   0, /* properties_required */
1330   0, /* properties_provided */
1331   0, /* properties_destroyed */
1332   0, /* todo_flags_start */
1333   0, /* todo_flags_finish */
1334 };
1335
1336 class pass_gcse2 : public rtl_opt_pass
1337 {
1338 public:
1339   pass_gcse2 (gcc::context *ctxt)
1340     : rtl_opt_pass (pass_data_gcse2, ctxt)
1341   {}
1342
1343   /* opt_pass methods: */
1344   virtual bool gate (function *fun)
1345     {
1346       return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload
1347               && optimize_function_for_speed_p (fun));
1348     }
1349
1350   virtual unsigned int execute (function *) { return rest_of_handle_gcse2 (); }
1351
1352 }; // class pass_gcse2
1353
1354 } // anon namespace
1355
1356 rtl_opt_pass *
1357 make_pass_gcse2 (gcc::context *ctxt)
1358 {
1359   return new pass_gcse2 (ctxt);
1360 }