analyzer: fix feasibility false +ve on jumps through function ptrs [PR107582]
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / store-motion.cc
1 /* Store motion via Lazy Code Motion on the reverse CFG.
2    Copyright (C) 1997-2022 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 "backend.h"
24 #include "rtl.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "predict.h"
27 #include "df.h"
28 #include "toplev.h"
29
30 #include "cfgrtl.h"
31 #include "cfganal.h"
32 #include "lcm.h"
33 #include "cfgcleanup.h"
34 #include "expr.h"
35 #include "tree-pass.h"
36 #include "dbgcnt.h"
37 #include "rtl-iter.h"
38 #include "print-rtl.h"
39
40 /* This pass implements downward store motion.
41    As of May 1, 2009, the pass is not enabled by default on any target,
42    but bootstrap completes on ia64 and x86_64 with the pass enabled.  */
43
44 /* TODO:
45    - remove_reachable_equiv_notes is an incomprehensible pile of goo and
46      a compile time hog that needs a rewrite (maybe cache st_exprs to
47      invalidate REG_EQUAL/REG_EQUIV notes for?).
48    - pattern_regs in st_expr should be a regset (on its own obstack).
49    - store_motion_mems should be a vec instead of a list.
50    - there should be an alloc pool for struct st_expr objects.
51    - investigate whether it is helpful to make the address of an st_expr
52      a cselib VALUE.
53    - when GIMPLE alias information is exported, the effectiveness of this
54      pass should be re-evaluated.
55 */
56
57 /* This is a list of store expressions (MEMs).  The structure is used
58    as an expression table to track stores which look interesting, and
59    might be moveable towards the exit block.  */
60
61 struct st_expr
62 {
63   /* Pattern of this mem.  */
64   rtx pattern;
65   /* List of registers mentioned by the mem.  */
66   vec<rtx> pattern_regs;
67   /* INSN list of stores that are locally anticipatable.  */
68   vec<rtx_insn *> antic_stores;
69   /* INSN list of stores that are locally available.  */
70   vec<rtx_insn *> avail_stores;
71   /* Next in the list.  */
72   struct st_expr * next;
73   /* Store ID in the dataflow bitmaps.  */
74   int index;
75   /* Hash value for the hash table.  */
76   unsigned int hash_index;
77   /* Register holding the stored expression when a store is moved.
78      This field is also used as a cache in find_moveable_store, see
79      LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE below.  */
80   rtx reaching_reg;
81 };
82
83 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
84 static struct st_expr * store_motion_mems = NULL;
85
86 /* These bitmaps will hold the local dataflow properties per basic block.  */
87 static sbitmap *st_kill, *st_avloc, *st_antloc, *st_transp;
88
89 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
90 static sbitmap *st_insert_map;
91
92 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
93 static sbitmap *st_delete_map;
94
95 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
96 static int num_stores;
97
98 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
99 static struct edge_list *edge_list;
100
101 /* Hashtable helpers.  */
102
103 struct st_expr_hasher : nofree_ptr_hash <st_expr>
104 {
105   static inline hashval_t hash (const st_expr *);
106   static inline bool equal (const st_expr *, const st_expr *);
107 };
108
109 inline hashval_t
110 st_expr_hasher::hash (const st_expr *x)
111 {
112   int do_not_record_p = 0;
113   return hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
114 }
115
116 inline bool
117 st_expr_hasher::equal (const st_expr *ptr1, const st_expr *ptr2)
118 {
119   return exp_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern, 0, true);
120 }
121
122 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
123 static hash_table<st_expr_hasher> *store_motion_mems_table;
124
125 /* This will search the st_expr list for a matching expression. If it
126    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
127
128 static struct st_expr *
129 st_expr_entry (rtx x)
130 {
131   int do_not_record_p = 0;
132   struct st_expr * ptr;
133   unsigned int hash;
134   st_expr **slot;
135   struct st_expr e;
136
137   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
138                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
139
140   e.pattern = x;
141   slot = store_motion_mems_table->find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
142   if (*slot)
143     return *slot;
144
145   ptr = XNEW (struct st_expr);
146
147   ptr->next         = store_motion_mems;
148   ptr->pattern      = x;
149   ptr->pattern_regs.create (0);
150   ptr->antic_stores.create (0);
151   ptr->avail_stores.create (0);
152   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
153   ptr->index        = 0;
154   ptr->hash_index   = hash;
155   store_motion_mems = ptr;
156   *slot = ptr;
157
158   return ptr;
159 }
160
161 /* Free up an individual st_expr entry.  */
162
163 static void
164 free_st_expr_entry (struct st_expr * ptr)
165 {
166   ptr->antic_stores.release ();
167   ptr->avail_stores.release ();
168   ptr->pattern_regs.release ();
169
170   free (ptr);
171 }
172
173 /* Free up all memory associated with the st_expr list.  */
174
175 static void
176 free_store_motion_mems (void)
177 {
178   delete store_motion_mems_table;
179   store_motion_mems_table = NULL;
180
181   while (store_motion_mems)
182     {
183       struct st_expr * tmp = store_motion_mems;
184       store_motion_mems = store_motion_mems->next;
185       free_st_expr_entry (tmp);
186     }
187   store_motion_mems = NULL;
188 }
189
190 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
191
192 static int
193 enumerate_store_motion_mems (void)
194 {
195   struct st_expr * ptr;
196   int n = 0;
197
198   for (ptr = store_motion_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
199     ptr->index = n++;
200
201   return n;
202 }
203
204 /* Return first item in the list.  */
205
206 static inline struct st_expr *
207 first_st_expr (void)
208 {
209   return store_motion_mems;
210 }
211
212 /* Return the next item in the list after the specified one.  */
213
214 static inline struct st_expr *
215 next_st_expr (struct st_expr * ptr)
216 {
217   return ptr->next;
218 }
219
220 /* Dump debugging info about the store_motion_mems list.  */
221
222 static void
223 print_store_motion_mems (FILE * file)
224 {
225   struct st_expr * ptr;
226
227   fprintf (dump_file, "STORE_MOTION list of MEM exprs considered:\n");
228
229   for (ptr = first_st_expr (); ptr != NULL; ptr = next_st_expr (ptr))
230     {
231       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
232
233       print_rtl (file, ptr->pattern);
234
235       fprintf (file, "\n         ANTIC stores : ");
236       print_rtx_insn_vec (file, ptr->antic_stores);
237
238       fprintf (file, "\n         AVAIL stores : ");
239
240         print_rtx_insn_vec (file, ptr->avail_stores);
241
242       fprintf (file, "\n\n");
243     }
244
245   fprintf (file, "\n");
246 }
247 \f
248 /* Return zero if some of the registers in list X are killed
249    due to set of registers in bitmap REGS_SET.  */
250
251 static bool
252 store_ops_ok (const vec<rtx> &x, int *regs_set)
253 {
254   for (rtx temp : x)
255     if (regs_set[REGNO (temp)])
256       return false;
257
258   return true;
259 }
260
261 /* Returns a list of registers mentioned in X.
262    FIXME: A regset would be prettier and less expensive.  */
263
264 static void
265 extract_mentioned_regs (rtx x, vec<rtx> *mentioned_regs)
266 {
267   subrtx_var_iterator::array_type array;
268   FOR_EACH_SUBRTX_VAR (iter, array, x, NONCONST)
269     {
270       rtx x = *iter;
271       if (REG_P (x))
272         mentioned_regs->safe_push (x);
273     }
274 }
275
276 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.
277    AFTER is true if we are checking the case when STORE_PATTERN occurs
278    after the X.  */
279
280 static bool
281 load_kills_store (const_rtx x, const_rtx store_pattern, int after)
282 {
283   if (after)
284     return anti_dependence (x, store_pattern);
285   else
286     return true_dependence (store_pattern, GET_MODE (store_pattern), x);
287 }
288
289 /* Go through the entire rtx X, looking for any loads which might alias
290    STORE_PATTERN.  Return true if found.
291    AFTER is true if we are checking the case when STORE_PATTERN occurs
292    after the insn X.  */
293
294 static bool
295 find_loads (const_rtx x, const_rtx store_pattern, int after)
296 {
297   const char * fmt;
298   int i, j;
299   int ret = false;
300
301   if (!x)
302     return false;
303
304   if (GET_CODE (x) == SET)
305     x = SET_SRC (x);
306
307   if (MEM_P (x))
308     {
309       if (load_kills_store (x, store_pattern, after))
310         return true;
311     }
312
313   /* Recursively process the insn.  */
314   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
315
316   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
317     {
318       if (fmt[i] == 'e')
319         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern, after);
320       else if (fmt[i] == 'E')
321         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
322           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern, after);
323     }
324   return ret;
325 }
326
327 /* Go through pattern PAT looking for any loads which might kill the
328    store in X.  Return true if found.
329    AFTER is true if we are checking the case when loads kill X occurs
330    after the insn for PAT.  */
331
332 static inline bool
333 store_killed_in_pat (const_rtx x, const_rtx pat, int after)
334 {
335   if (GET_CODE (pat) == SET)
336     {
337       rtx dest = SET_DEST (pat);
338
339       if (GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT)
340         dest = XEXP (dest, 0);
341
342       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
343       if (MEM_P (dest)
344           && !exp_equiv_p (dest, x, 0, true))
345         {
346           if (after)
347             {
348               if (output_dependence (dest, x))
349                 return true;
350             }
351           else
352             {
353               if (output_dependence (x, dest))
354                 return true;
355             }
356         }
357     }
358
359   if (find_loads (pat, x, after))
360     return true;
361
362   return false;
363 }
364
365 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).
366    AFTER is true if we are checking the case when store X occurs
367    after the insn.  Return true if it does.  */
368
369 static bool
370 store_killed_in_insn (const_rtx x, const vec<rtx> &x_regs,
371                       const rtx_insn *insn, int after)
372 {
373   const_rtx note, pat;
374
375   if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
376     return false;
377
378   if (CALL_P (insn))
379     {
380       /* A normal or pure call might read from pattern,
381          but a const call will not.  */
382       if (!RTL_CONST_CALL_P (insn))
383         return true;
384
385       /* But even a const call reads its parameters.  Check whether the
386          base of some of registers used in mem is stack pointer.  */
387       for (rtx temp : x_regs)
388         if (may_be_sp_based_p (temp))
389           return true;
390
391       return false;
392     }
393
394   pat = PATTERN (insn);
395   if (GET_CODE (pat) == SET)
396     {
397       if (store_killed_in_pat (x, pat, after))
398         return true;
399     }
400   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
401     {
402       int i;
403
404       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
405         if (store_killed_in_pat (x, XVECEXP (pat, 0, i), after))
406           return true;
407     }
408   else if (find_loads (PATTERN (insn), x, after))
409     return true;
410
411   /* If this insn has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note referencing a memory
412      location aliased with X, then this insn kills X.  */
413   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
414   if (! note)
415     return false;
416   note = XEXP (note, 0);
417
418   /* However, if the note represents a must alias rather than a may
419      alias relationship, then it does not kill X.  */
420   if (exp_equiv_p (note, x, 0, true))
421     return false;
422
423   /* See if there are any aliased loads in the note.  */
424   return find_loads (note, x, after);
425 }
426
427 /* Returns true if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
428    within basic block BB.  REGS_SET_AFTER is bitmap of registers set in
429    or after the insn.  X_REGS is list of registers mentioned in X. If the store
430    is killed, return the last insn in that it occurs in FAIL_INSN.  */
431
432 static bool
433 store_killed_after (const_rtx x, const vec<rtx> &x_regs,
434                     const rtx_insn *insn, const_basic_block bb,
435                     int *regs_set_after, rtx *fail_insn)
436 {
437   rtx_insn *last = BB_END (bb), *act;
438
439   if (!store_ops_ok (x_regs, regs_set_after))
440     {
441       /* We do not know where it will happen.  */
442       if (fail_insn)
443         *fail_insn = NULL_RTX;
444       return true;
445     }
446
447   /* Scan from the end, so that fail_insn is determined correctly.  */
448   for (act = last; act != PREV_INSN (insn); act = PREV_INSN (act))
449     if (store_killed_in_insn (x, x_regs, act, false))
450       {
451         if (fail_insn)
452           *fail_insn = act;
453         return true;
454       }
455
456   return false;
457 }
458
459 /* Returns true if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
460    within basic block BB. X_REGS is list of registers mentioned in X.
461    REGS_SET_BEFORE is bitmap of registers set before or in this insn.  */
462 static bool
463 store_killed_before (const_rtx x, const vec<rtx> &x_regs,
464                      const rtx_insn *insn, const_basic_block bb,
465                      int *regs_set_before)
466 {
467   rtx_insn *first = BB_HEAD (bb);
468
469   if (!store_ops_ok (x_regs, regs_set_before))
470     return true;
471
472   for ( ; insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
473     if (store_killed_in_insn (x, x_regs, insn, true))
474       return true;
475
476   return false;
477 }
478
479 /* The last insn in the basic block that compute_store_table is processing,
480    where store_killed_after is true for X.
481    Since we go through the basic block from BB_END to BB_HEAD, this is
482    also the available store at the end of the basic block.  Therefore
483    this is in effect a cache, to avoid calling store_killed_after for
484    equivalent aliasing store expressions.
485    This value is only meaningful during the computation of the store
486    table.  We hi-jack the REACHING_REG field of struct st_expr to save
487    a bit of memory.  */
488 #define LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE(x)     ((x)->reaching_reg)
489
490 /* Determine whether INSN is MEM store pattern that we will consider moving.
491    REGS_SET_BEFORE is bitmap of registers set before (and including) the
492    current insn, REGS_SET_AFTER is bitmap of registers set after (and
493    including) the insn in this basic block.  We must be passing through BB from
494    head to end, as we are using this fact to speed things up.
495
496    The results are stored this way:
497
498    -- the first anticipatable expression is added into ANTIC_STORES
499    -- if the processed expression is not anticipatable, NULL_RTX is added
500       there instead, so that we can use it as indicator that no further
501       expression of this type may be anticipatable
502    -- if the expression is available, it is added as head of AVAIL_STORES;
503       consequently, all of them but this head are dead and may be deleted.
504    -- if the expression is not available, the insn due to that it fails to be
505       available is stored in REACHING_REG (via LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE).
506
507    The things are complicated a bit by fact that there already may be stores
508    to the same MEM from other blocks; also caller must take care of the
509    necessary cleanup of the temporary markers after end of the basic block.
510    */
511
512 static void
513 find_moveable_store (rtx_insn *insn, int *regs_set_before, int *regs_set_after)
514 {
515   struct st_expr * ptr;
516   rtx dest, set;
517   int check_anticipatable, check_available;
518   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
519
520   set = single_set (insn);
521   if (!set)
522     return;
523
524   dest = SET_DEST (set);
525
526   if (! MEM_P (dest) || MEM_VOLATILE_P (dest)
527       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
528     return;
529
530   if (side_effects_p (dest))
531     return;
532
533   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
534      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
535      continue.  */
536   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (dest))
537     return;
538
539   /* Even if the destination cannot trap, the source may.  In this case we'd
540      need to handle updating the REG_EH_REGION note.  */
541   if (find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX))
542     return;
543
544   /* Make sure that the SET_SRC of this store insns can be assigned to
545      a register, or we will fail later on in replace_store_insn, which
546      assumes that we can do this.  But sometimes the target machine has
547      oddities like MEM read-modify-write instruction.  See for example
548      PR24257.  */
549   if (!can_assign_to_reg_without_clobbers_p (SET_SRC (set),
550                                               GET_MODE (SET_SRC (set))))
551     return;
552
553   ptr = st_expr_entry (dest);
554   if (ptr->pattern_regs.is_empty ())
555     extract_mentioned_regs (dest, &ptr->pattern_regs);
556
557   /* Do not check for anticipatability if we either found one anticipatable
558      store already, or tested for one and found out that it was killed.  */
559   check_anticipatable = 0;
560   if (ptr->antic_stores.is_empty ())
561     check_anticipatable = 1;
562   else
563     {
564       rtx_insn *tmp = ptr->antic_stores.last ();
565       if (tmp != NULL_RTX
566           && BLOCK_FOR_INSN (tmp) != bb)
567         check_anticipatable = 1;
568     }
569   if (check_anticipatable)
570     {
571       rtx_insn *tmp;
572       if (store_killed_before (dest, ptr->pattern_regs, insn, bb, regs_set_before))
573         tmp = NULL;
574       else
575         tmp = insn;
576       ptr->antic_stores.safe_push (tmp);
577     }
578
579   /* It is not necessary to check whether store is available if we did
580      it successfully before; if we failed before, do not bother to check
581      until we reach the insn that caused us to fail.  */
582   check_available = 0;
583   if (ptr->avail_stores.is_empty ())
584     check_available = 1;
585   else
586     {
587       rtx_insn *tmp = ptr->avail_stores.last ();
588       if (BLOCK_FOR_INSN (tmp) != bb)
589         check_available = 1;
590     }
591   if (check_available)
592     {
593       /* Check that we have already reached the insn at that the check
594          failed last time.  */
595       if (LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE (ptr))
596         {
597           rtx_insn *tmp;
598           for (tmp = BB_END (bb);
599                tmp != insn && tmp != LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE (ptr);
600                tmp = PREV_INSN (tmp))
601             continue;
602           if (tmp == insn)
603             check_available = 0;
604         }
605       else
606         check_available = store_killed_after (dest, ptr->pattern_regs, insn,
607                                               bb, regs_set_after,
608                                               &LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE (ptr));
609     }
610   if (!check_available)
611     ptr->avail_stores.safe_push (insn);
612 }
613
614 /* Find available and anticipatable stores.  */
615
616 static int
617 compute_store_table (void)
618 {
619   int ret;
620   basic_block bb;
621   rtx_insn *insn;
622   rtx_insn *tmp;
623   df_ref def;
624   int *last_set_in, *already_set;
625   struct st_expr * ptr, **prev_next_ptr_ptr;
626   unsigned int max_gcse_regno = max_reg_num ();
627
628   store_motion_mems = NULL;
629   store_motion_mems_table = new hash_table<st_expr_hasher> (13);
630   last_set_in = XCNEWVEC (int, max_gcse_regno);
631   already_set = XNEWVEC (int, max_gcse_regno);
632
633   /* Find all the stores we care about.  */
634   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
635     {
636       /* First compute the registers set in this block.  */
637       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
638         {
639
640           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
641             continue;
642
643           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
644             last_set_in[DF_REF_REGNO (def)] = INSN_UID (insn);
645         }
646
647       /* Now find the stores.  */
648       memset (already_set, 0, sizeof (int) * max_gcse_regno);
649       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
650         {
651           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
652             continue;
653
654           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
655             already_set[DF_REF_REGNO (def)] = INSN_UID (insn);
656
657           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
658           find_moveable_store (insn, already_set, last_set_in);
659
660           /* Unmark regs that are no longer set.  */
661           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
662             if (last_set_in[DF_REF_REGNO (def)] == INSN_UID (insn))
663               last_set_in[DF_REF_REGNO (def)] = 0;
664         }
665
666       if (flag_checking)
667         {
668           /* last_set_in should now be all-zero.  */
669           for (unsigned regno = 0; regno < max_gcse_regno; regno++)
670             gcc_assert (!last_set_in[regno]);
671         }
672
673       /* Clear temporary marks.  */
674       for (ptr = first_st_expr (); ptr != NULL; ptr = next_st_expr (ptr))
675         {
676           LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE (ptr) = NULL_RTX;
677           if (!ptr->antic_stores.is_empty ()
678               && (tmp = ptr->antic_stores.last ()) == NULL)
679             ptr->antic_stores.pop ();
680         }
681     }
682
683   /* Remove the stores that are not available anywhere, as there will
684      be no opportunity to optimize them.  */
685   for (ptr = store_motion_mems, prev_next_ptr_ptr = &store_motion_mems;
686        ptr != NULL;
687        ptr = *prev_next_ptr_ptr)
688     {
689       if (ptr->avail_stores.is_empty ())
690         {
691           *prev_next_ptr_ptr = ptr->next;
692           store_motion_mems_table->remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
693           free_st_expr_entry (ptr);
694         }
695       else
696         prev_next_ptr_ptr = &ptr->next;
697     }
698
699   ret = enumerate_store_motion_mems ();
700
701   if (dump_file)
702     print_store_motion_mems (dump_file);
703
704   free (last_set_in);
705   free (already_set);
706   return ret;
707 }
708
709 /* In all code following after this, REACHING_REG has its original
710    meaning again.  Avoid confusion, and undef the accessor macro for
711    the temporary marks usage in compute_store_table.  */
712 #undef LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE
713
714 /* Insert an instruction at the beginning of a basic block, and update
715    the BB_HEAD if needed.  */
716
717 static void
718 insert_insn_start_basic_block (rtx_insn *insn, basic_block bb)
719 {
720   /* Insert at start of successor block.  */
721   rtx_insn *prev = PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
722   rtx_insn *before = BB_HEAD (bb);
723   while (before != 0)
724     {
725       if (! LABEL_P (before)
726           && !NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (before))
727         break;
728       prev = before;
729       if (prev == BB_END (bb))
730         break;
731       before = NEXT_INSN (before);
732     }
733
734   insn = emit_insn_after_noloc (insn, prev, bb);
735
736   if (dump_file)
737     {
738       fprintf (dump_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
739                bb->index);
740       print_inline_rtx (dump_file, insn, 6);
741       fprintf (dump_file, "\n");
742     }
743 }
744
745 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the st_expr entry for
746    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns nonzero
747    if an edge insertion was performed.  */
748
749 static int
750 insert_store (struct st_expr * expr, edge e)
751 {
752   rtx reg;
753   rtx_insn *insn;
754   basic_block bb;
755   edge tmp;
756   edge_iterator ei;
757
758   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
759      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
760   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
761     return 0;
762
763   if (e->flags & EDGE_FAKE)
764     return 0;
765
766   reg = expr->reaching_reg;
767   insn = gen_move_insn (copy_rtx (expr->pattern), reg);
768
769   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
770      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
771      edges so we don't try to insert it on the other edges.  */
772   bb = e->dest;
773   FOR_EACH_EDGE (tmp, ei, e->dest->preds)
774     if (!(tmp->flags & EDGE_FAKE))
775       {
776         int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
777
778         gcc_assert (index != EDGE_INDEX_NO_EDGE);
779         if (! bitmap_bit_p (st_insert_map[index], expr->index))
780           break;
781       }
782
783   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
784      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
785   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
786     {
787       FOR_EACH_EDGE (tmp, ei, e->dest->preds)
788         {
789           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
790           bitmap_clear_bit (st_insert_map[index], expr->index);
791         }
792       insert_insn_start_basic_block (insn, bb);
793       return 0;
794     }
795
796   /* We can't put stores in the front of blocks pointed to by abnormal
797      edges since that may put a store where one didn't used to be.  */
798   gcc_assert (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL));
799
800   insert_insn_on_edge (insn, e);
801
802   if (dump_file)
803     {
804       fprintf (dump_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
805                e->src->index, e->dest->index);
806       print_inline_rtx (dump_file, insn, 6);
807       fprintf (dump_file, "\n");
808     }
809
810   return 1;
811 }
812
813 /* Remove any REG_EQUAL or REG_EQUIV notes containing a reference to the
814    memory location in SMEXPR set in basic block BB.
815
816    This could be rather expensive.  */
817
818 static void
819 remove_reachable_equiv_notes (basic_block bb, struct st_expr *smexpr)
820 {
821   edge_iterator *stack, ei;
822   int sp;
823   edge act;
824   auto_sbitmap visited (last_basic_block_for_fn (cfun));
825   rtx note;
826   rtx_insn *insn;
827   rtx mem = smexpr->pattern;
828
829   stack = XNEWVEC (edge_iterator, n_basic_blocks_for_fn (cfun));
830   sp = 0;
831   ei = ei_start (bb->succs);
832
833   bitmap_clear (visited);
834
835   act = (EDGE_COUNT (ei_container (ei))
836          ? EDGE_I (ei_container (ei), 0)
837          : NULL);
838   for (;;)
839     {
840       if (!act)
841         {
842           if (!sp)
843             {
844               free (stack);
845               return;
846             }
847           act = ei_edge (stack[--sp]);
848         }
849       bb = act->dest;
850
851       if (bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
852           || bitmap_bit_p (visited, bb->index))
853         {
854           if (!ei_end_p (ei))
855               ei_next (&ei);
856           act = (! ei_end_p (ei)) ? ei_edge (ei) : NULL;
857           continue;
858         }
859       bitmap_set_bit (visited, bb->index);
860
861       rtx_insn *last;
862       if (bitmap_bit_p (st_antloc[bb->index], smexpr->index))
863         {
864           unsigned int i;
865           FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (smexpr->antic_stores, i, last)
866             if (BLOCK_FOR_INSN (last) == bb)
867               break;
868         }
869       else
870         last = NEXT_INSN (BB_END (bb));
871
872       for (insn = BB_HEAD (bb); insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
873         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
874           {
875             note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
876             if (!note || !exp_equiv_p (XEXP (note, 0), mem, 0, true))
877               continue;
878
879             if (dump_file)
880               fprintf (dump_file,
881                        "STORE_MOTION  drop REG_EQUAL note at insn %d:\n",
882                        INSN_UID (insn));
883             remove_note (insn, note);
884           }
885
886       if (!ei_end_p (ei))
887         ei_next (&ei);
888       act = (! ei_end_p (ei)) ? ei_edge (ei) : NULL;
889
890       if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 0)
891         {
892           if (act)
893             stack[sp++] = ei;
894           ei = ei_start (bb->succs);
895           act = (EDGE_COUNT (ei_container (ei))
896                  ? EDGE_I (ei_container (ei), 0)
897                  : NULL);
898         }
899     }
900 }
901
902 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
903
904 static void
905 replace_store_insn (rtx reg, rtx_insn *del, basic_block bb,
906                     struct st_expr *smexpr)
907 {
908   rtx_insn *insn;
909   rtx mem, note, set;
910
911   insn = prepare_copy_insn (reg, SET_SRC (single_set (del)));
912
913   unsigned int i;
914   rtx_insn *temp;
915   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (smexpr->antic_stores, i, temp)
916     if (temp == del)
917       {
918         smexpr->antic_stores[i] = insn;
919         break;
920       }
921
922   /* Move the notes from the deleted insn to its replacement.  */
923   REG_NOTES (insn) = REG_NOTES (del);
924
925   /* Emit the insn AFTER all the notes are transferred.
926      This is cheaper since we avoid df rescanning for the note change.  */
927   insn = emit_insn_after (insn, del);
928
929   if (dump_file)
930     {
931       fprintf (dump_file,
932                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
933       print_inline_rtx (dump_file, del, 6);
934       fprintf (dump_file, "\nSTORE_MOTION  replaced with insn:\n      ");
935       print_inline_rtx (dump_file, insn, 6);
936       fprintf (dump_file, "\n");
937     }
938
939   delete_insn (del);
940
941   /* Now we must handle REG_EQUAL notes whose contents is equal to the mem;
942      they are no longer accurate provided that they are reached by this
943      definition, so drop them.  */
944   mem = smexpr->pattern;
945   for (; insn != NEXT_INSN (BB_END (bb)); insn = NEXT_INSN (insn))
946     if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
947       {
948         set = single_set (insn);
949         if (!set)
950           continue;
951         if (exp_equiv_p (SET_DEST (set), mem, 0, true))
952           return;
953         note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
954         if (!note || !exp_equiv_p (XEXP (note, 0), mem, 0, true))
955           continue;
956
957         if (dump_file)
958           fprintf (dump_file, "STORE_MOTION  drop REG_EQUAL note at insn %d:\n",
959                    INSN_UID (insn));
960         remove_note (insn, note);
961       }
962   remove_reachable_equiv_notes (bb, smexpr);
963 }
964
965
966 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
967    the reaching_reg for later storing.  */
968
969 static void
970 delete_store (struct st_expr * expr, basic_block bb)
971 {
972   rtx reg;
973
974   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
975     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (expr->pattern);
976
977   reg = expr->reaching_reg;
978
979   unsigned int len = expr->avail_stores.length ();
980   for (unsigned int i = len - 1; i < len; i--)
981     {
982       rtx_insn *del = expr->avail_stores[i];
983       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
984         {
985           /* We know there is only one since we deleted redundant
986              ones during the available computation.  */
987           replace_store_insn (reg, del, bb, expr);
988           break;
989         }
990     }
991 }
992
993 /* Fill in available, anticipatable, transparent and kill vectors in
994    STORE_DATA, based on lists of available and anticipatable stores.  */
995 static void
996 build_store_vectors (void)
997 {
998   basic_block bb;
999   int *regs_set_in_block;
1000   rtx_insn *insn;
1001   struct st_expr * ptr;
1002   unsigned int max_gcse_regno = max_reg_num ();
1003
1004   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
1005      by aliasing later in its block.  */
1006   st_avloc = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun),
1007                                    num_stores);
1008   bitmap_vector_clear (st_avloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
1009
1010   st_antloc = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun),
1011                                     num_stores);
1012   bitmap_vector_clear (st_antloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
1013
1014   for (ptr = first_st_expr (); ptr != NULL; ptr = next_st_expr (ptr))
1015     {
1016       unsigned int len = ptr->avail_stores.length ();
1017       for (unsigned int i = len - 1; i < len; i--)
1018         {
1019           insn = ptr->avail_stores[i];
1020           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
1021
1022           /* If we've already seen an available expression in this block,
1023              we can delete this one (It occurs earlier in the block). We'll
1024              copy the SRC expression to an unused register in case there
1025              are any side effects.  */
1026           if (bitmap_bit_p (st_avloc[bb->index], ptr->index))
1027             {
1028               rtx r = gen_reg_rtx_and_attrs (ptr->pattern);
1029               if (dump_file)
1030                 fprintf (dump_file, "Removing redundant store:\n");
1031               replace_store_insn (r, insn, bb, ptr);
1032               continue;
1033             }
1034           bitmap_set_bit (st_avloc[bb->index], ptr->index);
1035         }
1036
1037       unsigned int i;
1038       FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (ptr->antic_stores, i, insn)
1039         {
1040           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
1041           bitmap_set_bit (st_antloc[bb->index], ptr->index);
1042         }
1043     }
1044
1045   st_kill = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun), num_stores);
1046   bitmap_vector_clear (st_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
1047
1048   st_transp = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun), num_stores);
1049   bitmap_vector_clear (st_transp, last_basic_block_for_fn (cfun));
1050   regs_set_in_block = XNEWVEC (int, max_gcse_regno);
1051
1052   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1053     {
1054       memset (regs_set_in_block, 0, sizeof (int) * max_gcse_regno);
1055
1056       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1057         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1058           {
1059             df_ref def;
1060             FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
1061               {
1062                 unsigned int ref_regno = DF_REF_REGNO (def);
1063                 if (ref_regno < max_gcse_regno)
1064                   regs_set_in_block[DF_REF_REGNO (def)] = 1;
1065               }
1066           }
1067
1068       for (ptr = first_st_expr (); ptr != NULL; ptr = next_st_expr (ptr))
1069         {
1070           if (store_killed_after (ptr->pattern, ptr->pattern_regs, BB_HEAD (bb),
1071                                   bb, regs_set_in_block, NULL))
1072             {
1073               /* It should not be necessary to consider the expression
1074                  killed if it is both anticipatable and available.  */
1075               if (!bitmap_bit_p (st_antloc[bb->index], ptr->index)
1076                   || !bitmap_bit_p (st_avloc[bb->index], ptr->index))
1077                 bitmap_set_bit (st_kill[bb->index], ptr->index);
1078             }
1079           else
1080             bitmap_set_bit (st_transp[bb->index], ptr->index);
1081         }
1082     }
1083
1084   free (regs_set_in_block);
1085
1086   if (dump_file)
1087     {
1088       dump_bitmap_vector (dump_file, "st_antloc", "", st_antloc,
1089                           last_basic_block_for_fn (cfun));
1090       dump_bitmap_vector (dump_file, "st_kill", "", st_kill,
1091                           last_basic_block_for_fn (cfun));
1092       dump_bitmap_vector (dump_file, "st_transp", "", st_transp,
1093                           last_basic_block_for_fn (cfun));
1094       dump_bitmap_vector (dump_file, "st_avloc", "", st_avloc,
1095                           last_basic_block_for_fn (cfun));
1096     }
1097 }
1098
1099 /* Free memory used by store motion.  */
1100
1101 static void
1102 free_store_memory (void)
1103 {
1104   free_store_motion_mems ();
1105
1106   if (st_avloc)
1107     sbitmap_vector_free (st_avloc);
1108   if (st_kill)
1109     sbitmap_vector_free (st_kill);
1110   if (st_transp)
1111     sbitmap_vector_free (st_transp);
1112   if (st_antloc)
1113     sbitmap_vector_free (st_antloc);
1114   if (st_insert_map)
1115     sbitmap_vector_free (st_insert_map);
1116   if (st_delete_map)
1117     sbitmap_vector_free (st_delete_map);
1118
1119   st_avloc = st_kill = st_transp = st_antloc = NULL;
1120   st_insert_map = st_delete_map = NULL;
1121 }
1122
1123 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
1124    other way by looking at the flowgraph in reverse.
1125    Return non-zero if transformations are performed by the pass.  */
1126
1127 static int
1128 one_store_motion_pass (void)
1129 {
1130   basic_block bb;
1131   int x;
1132   struct st_expr * ptr;
1133   int did_edge_inserts = 0;
1134   int n_stores_deleted = 0;
1135   int n_stores_created = 0;
1136
1137   init_alias_analysis ();
1138
1139   /* Find all the available and anticipatable stores.  */
1140   num_stores = compute_store_table ();
1141   if (num_stores == 0)
1142     {
1143       delete store_motion_mems_table;
1144       store_motion_mems_table = NULL;
1145       end_alias_analysis ();
1146       return 0;
1147     }
1148
1149   /* Now compute kill & transp vectors.  */
1150   build_store_vectors ();
1151   connect_infinite_loops_to_exit ();
1152
1153   edge_list = pre_edge_rev_lcm (num_stores, st_transp, st_avloc,
1154                                 st_antloc, st_kill, &st_insert_map,
1155                                 &st_delete_map);
1156
1157   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
1158   for (ptr = first_st_expr (); ptr != NULL; ptr = next_st_expr (ptr))
1159     {
1160       /* If any of the edges we have above are abnormal, we can't move this
1161          store.  */
1162       for (x = NUM_EDGES (edge_list) - 1; x >= 0; x--)
1163         if (bitmap_bit_p (st_insert_map[x], ptr->index)
1164             && (INDEX_EDGE (edge_list, x)->flags & EDGE_ABNORMAL))
1165           break;
1166
1167       if (x >= 0)
1168         {
1169           if (dump_file != NULL)
1170             fprintf (dump_file,
1171                      "Can't replace store %d: abnormal edge from %d to %d\n",
1172                      ptr->index, INDEX_EDGE (edge_list, x)->src->index,
1173                      INDEX_EDGE (edge_list, x)->dest->index);
1174           continue;
1175         }
1176
1177       /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
1178
1179       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1180         if (bitmap_bit_p (st_delete_map[bb->index], ptr->index))
1181           {
1182             delete_store (ptr, bb);
1183             n_stores_deleted++;
1184           }
1185
1186       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
1187         if (bitmap_bit_p (st_insert_map[x], ptr->index))
1188           {
1189             did_edge_inserts |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
1190             n_stores_created++;
1191           }
1192     }
1193
1194   if (did_edge_inserts)
1195     commit_edge_insertions ();
1196
1197   free_store_memory ();
1198   free_edge_list (edge_list);
1199   remove_fake_exit_edges ();
1200   end_alias_analysis ();
1201
1202   if (dump_file)
1203     {
1204       fprintf (dump_file, "STORE_MOTION of %s, %d basic blocks, ",
1205                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun));
1206       fprintf (dump_file, "%d insns deleted, %d insns created\n",
1207                n_stores_deleted, n_stores_created);
1208     }
1209
1210   return (n_stores_deleted > 0 || n_stores_created > 0);
1211 }
1212
1213 \f
1214 static unsigned int
1215 execute_rtl_store_motion (void)
1216 {
1217   delete_unreachable_blocks ();
1218   df_analyze ();
1219   flag_rerun_cse_after_global_opts |= one_store_motion_pass ();
1220   return 0;
1221 }
1222
1223 namespace {
1224
1225 const pass_data pass_data_rtl_store_motion =
1226 {
1227   RTL_PASS, /* type */
1228   "store_motion", /* name */
1229   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
1230   TV_LSM, /* tv_id */
1231   PROP_cfglayout, /* properties_required */
1232   0, /* properties_provided */
1233   0, /* properties_destroyed */
1234   0, /* todo_flags_start */
1235   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
1236 };
1237
1238 class pass_rtl_store_motion : public rtl_opt_pass
1239 {
1240 public:
1241   pass_rtl_store_motion (gcc::context *ctxt)
1242     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_store_motion, ctxt)
1243   {}
1244
1245   /* opt_pass methods: */
1246   bool gate (function *) final override;
1247   unsigned int execute (function *) final override
1248     {
1249       return execute_rtl_store_motion ();
1250     }
1251
1252 }; // class pass_rtl_store_motion
1253
1254 bool
1255 pass_rtl_store_motion::gate (function *fun)
1256 {
1257   return optimize > 0 && flag_gcse_sm
1258     && !fun->calls_setjmp
1259     && optimize_function_for_speed_p (fun)
1260     && dbg_cnt (store_motion);
1261 }
1262
1263 } // anon namespace
1264
1265 rtl_opt_pass *
1266 make_pass_rtl_store_motion (gcc::context *ctxt)
1267 {
1268   return new pass_rtl_store_motion (ctxt);
1269 }