rs6000.h (RS6000_BTM_ALWAYS): New.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / tree-ssa-coalesce.c
1 /* Coalesce SSA_NAMES together for the out-of-ssa pass.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Andrew MacLeod <amacleod@redhat.com>
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
9 it under the terms of the GNU General Public License as published by
10 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
11 any later version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
14 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16 GNU General Public License for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "flags.h"
28 #include "tree-pretty-print.h"
29 #include "bitmap.h"
30 #include "dumpfile.h"
31 #include "tree-flow.h"
32 #include "hash-table.h"
33 #include "tree-ssa-live.h"
34 #include "diagnostic-core.h"
35
36
37 /* This set of routines implements a coalesce_list.  This is an object which
38    is used to track pairs of ssa_names which are desirable to coalesce
39    together to avoid copies.  Costs are associated with each pair, and when
40    all desired information has been collected, the object can be used to
41    order the pairs for processing.  */
42
43 /* This structure defines a pair entry.  */
44
45 typedef struct coalesce_pair
46 {
47   int first_element;
48   int second_element;
49   int cost;
50 } * coalesce_pair_p;
51 typedef const struct coalesce_pair *const_coalesce_pair_p;
52
53 typedef struct cost_one_pair_d
54 {
55   int first_element;
56   int second_element;
57   struct cost_one_pair_d *next;
58 } * cost_one_pair_p;
59
60 /* This structure maintains the list of coalesce pairs.  */
61
62 typedef struct coalesce_list_d
63 {
64   htab_t list;                  /* Hash table.  */
65   coalesce_pair_p *sorted;      /* List when sorted.  */
66   int num_sorted;               /* Number in the sorted list.  */
67   cost_one_pair_p cost_one_list;/* Single use coalesces with cost 1.  */
68 } *coalesce_list_p;
69
70 #define NO_BEST_COALESCE        -1
71 #define MUST_COALESCE_COST      INT_MAX
72
73
74 /* Return cost of execution of copy instruction with FREQUENCY.  */
75
76 static inline int
77 coalesce_cost (int frequency, bool optimize_for_size)
78 {
79   /* Base costs on BB frequencies bounded by 1.  */
80   int cost = frequency;
81
82   if (!cost)
83     cost = 1;
84
85   if (optimize_for_size)
86     cost = 1;
87
88   return cost;
89 }
90
91
92 /* Return the cost of executing a copy instruction in basic block BB.  */
93
94 static inline int
95 coalesce_cost_bb (basic_block bb)
96 {
97   return coalesce_cost (bb->frequency, optimize_bb_for_size_p (bb));
98 }
99
100
101 /* Return the cost of executing a copy instruction on edge E.  */
102
103 static inline int
104 coalesce_cost_edge (edge e)
105 {
106   int mult = 1;
107
108   /* Inserting copy on critical edge costs more than inserting it elsewhere.  */
109   if (EDGE_CRITICAL_P (e))
110     mult = 2;
111   if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
112     return MUST_COALESCE_COST;
113   if (e->flags & EDGE_EH)
114     {
115       edge e2;
116       edge_iterator ei;
117       FOR_EACH_EDGE (e2, ei, e->dest->preds)
118         if (e2 != e)
119           {
120             /* Putting code on EH edge that leads to BB
121                with multiple predecestors imply splitting of
122                edge too.  */
123             if (mult < 2)
124               mult = 2;
125             /* If there are multiple EH predecestors, we
126                also copy EH regions and produce separate
127                landing pad.  This is expensive.  */
128             if (e2->flags & EDGE_EH)
129               {
130                 mult = 5;
131                 break;
132               }
133           }
134     }
135
136   return coalesce_cost (EDGE_FREQUENCY (e),
137                         optimize_edge_for_size_p (e)) * mult;
138 }
139
140
141 /* Retrieve a pair to coalesce from the cost_one_list in CL.  Returns the
142    2 elements via P1 and P2.  1 is returned by the function if there is a pair,
143    NO_BEST_COALESCE is returned if there aren't any.  */
144
145 static inline int
146 pop_cost_one_pair (coalesce_list_p cl, int *p1, int *p2)
147 {
148   cost_one_pair_p ptr;
149
150   ptr = cl->cost_one_list;
151   if (!ptr)
152     return NO_BEST_COALESCE;
153
154   *p1 = ptr->first_element;
155   *p2 = ptr->second_element;
156   cl->cost_one_list = ptr->next;
157
158   free (ptr);
159
160   return 1;
161 }
162
163 /* Retrieve the most expensive remaining pair to coalesce from CL.  Returns the
164    2 elements via P1 and P2.  Their calculated cost is returned by the function.
165    NO_BEST_COALESCE is returned if the coalesce list is empty.  */
166
167 static inline int
168 pop_best_coalesce (coalesce_list_p cl, int *p1, int *p2)
169 {
170   coalesce_pair_p node;
171   int ret;
172
173   if (cl->sorted == NULL)
174     return pop_cost_one_pair (cl, p1, p2);
175
176   if (cl->num_sorted == 0)
177     return pop_cost_one_pair (cl, p1, p2);
178
179   node = cl->sorted[--(cl->num_sorted)];
180   *p1 = node->first_element;
181   *p2 = node->second_element;
182   ret = node->cost;
183   free (node);
184
185   return ret;
186 }
187
188
189 #define COALESCE_HASH_FN(R1, R2) ((R2) * ((R2) - 1) / 2 + (R1))
190
191 /* Hash function for coalesce list.  Calculate hash for PAIR.   */
192
193 static unsigned int
194 coalesce_pair_map_hash (const void *pair)
195 {
196   hashval_t a = (hashval_t)(((const_coalesce_pair_p)pair)->first_element);
197   hashval_t b = (hashval_t)(((const_coalesce_pair_p)pair)->second_element);
198
199   return COALESCE_HASH_FN (a,b);
200 }
201
202
203 /* Equality function for coalesce list hash table.  Compare PAIR1 and PAIR2,
204    returning TRUE if the two pairs are equivalent.  */
205
206 static int
207 coalesce_pair_map_eq (const void *pair1, const void *pair2)
208 {
209   const_coalesce_pair_p const p1 = (const_coalesce_pair_p) pair1;
210   const_coalesce_pair_p const p2 = (const_coalesce_pair_p) pair2;
211
212   return (p1->first_element == p2->first_element
213           && p1->second_element == p2->second_element);
214 }
215
216
217 /* Create a new empty coalesce list object and return it.  */
218
219 static inline coalesce_list_p
220 create_coalesce_list (void)
221 {
222   coalesce_list_p list;
223   unsigned size = num_ssa_names * 3;
224
225   if (size < 40)
226     size = 40;
227
228   list = (coalesce_list_p) xmalloc (sizeof (struct coalesce_list_d));
229   list->list = htab_create (size, coalesce_pair_map_hash,
230                             coalesce_pair_map_eq, NULL);
231   list->sorted = NULL;
232   list->num_sorted = 0;
233   list->cost_one_list = NULL;
234   return list;
235 }
236
237
238 /* Delete coalesce list CL.  */
239
240 static inline void
241 delete_coalesce_list (coalesce_list_p cl)
242 {
243   gcc_assert (cl->cost_one_list == NULL);
244   htab_delete (cl->list);
245   free (cl->sorted);
246   gcc_assert (cl->num_sorted == 0);
247   free (cl);
248 }
249
250
251 /* Find a matching coalesce pair object in CL for the pair P1 and P2.  If
252    one isn't found, return NULL if CREATE is false, otherwise create a new
253    coalesce pair object and return it.  */
254
255 static coalesce_pair_p
256 find_coalesce_pair (coalesce_list_p cl, int p1, int p2, bool create)
257 {
258   struct coalesce_pair p;
259   void **slot;
260   unsigned int hash;
261
262   /* Normalize so that p1 is the smaller value.  */
263   if (p2 < p1)
264     {
265       p.first_element = p2;
266       p.second_element = p1;
267     }
268   else
269     {
270       p.first_element = p1;
271       p.second_element = p2;
272     }
273
274   hash = coalesce_pair_map_hash (&p);
275   slot = htab_find_slot_with_hash (cl->list, &p, hash,
276                                    create ? INSERT : NO_INSERT);
277   if (!slot)
278     return NULL;
279
280   if (!*slot)
281     {
282       struct coalesce_pair * pair = XNEW (struct coalesce_pair);
283       gcc_assert (cl->sorted == NULL);
284       pair->first_element = p.first_element;
285       pair->second_element = p.second_element;
286       pair->cost = 0;
287       *slot = (void *)pair;
288     }
289
290   return (struct coalesce_pair *) *slot;
291 }
292
293 static inline void
294 add_cost_one_coalesce (coalesce_list_p cl, int p1, int p2)
295 {
296   cost_one_pair_p pair;
297
298   pair = XNEW (struct cost_one_pair_d);
299   pair->first_element = p1;
300   pair->second_element = p2;
301   pair->next = cl->cost_one_list;
302   cl->cost_one_list = pair;
303 }
304
305
306 /* Add a coalesce between P1 and P2 in list CL with a cost of VALUE.  */
307
308 static inline void
309 add_coalesce (coalesce_list_p cl, int p1, int p2, int value)
310 {
311   coalesce_pair_p node;
312
313   gcc_assert (cl->sorted == NULL);
314   if (p1 == p2)
315     return;
316
317   node = find_coalesce_pair (cl, p1, p2, true);
318
319   /* Once the value is at least MUST_COALESCE_COST - 1, leave it that way.  */
320   if (node->cost < MUST_COALESCE_COST - 1)
321     {
322       if (value < MUST_COALESCE_COST - 1)
323         node->cost += value;
324       else
325         node->cost = value;
326     }
327 }
328
329
330 /* Comparison function to allow qsort to sort P1 and P2 in Ascending order.  */
331
332 static int
333 compare_pairs (const void *p1, const void *p2)
334 {
335   const_coalesce_pair_p const *const pp1 = (const_coalesce_pair_p const *) p1;
336   const_coalesce_pair_p const *const pp2 = (const_coalesce_pair_p const *) p2;
337   int result;
338
339   result = (* pp1)->cost - (* pp2)->cost;
340   /* Since qsort does not guarantee stability we use the elements
341      as a secondary key.  This provides us with independence from
342      the host's implementation of the sorting algorithm.  */
343   if (result == 0)
344     {
345       result = (* pp2)->first_element - (* pp1)->first_element;
346       if (result == 0)
347         result = (* pp2)->second_element - (* pp1)->second_element;
348     }
349
350   return result;
351 }
352
353
354 /* Return the number of unique coalesce pairs in CL.  */
355
356 static inline int
357 num_coalesce_pairs (coalesce_list_p cl)
358 {
359   return htab_elements (cl->list);
360 }
361
362
363 /* Iterator over hash table pairs.  */
364 typedef struct
365 {
366   htab_iterator hti;
367 } coalesce_pair_iterator;
368
369
370 /* Return first partition pair from list CL, initializing iterator ITER.  */
371
372 static inline coalesce_pair_p
373 first_coalesce_pair (coalesce_list_p cl, coalesce_pair_iterator *iter)
374 {
375   coalesce_pair_p pair;
376
377   pair = (coalesce_pair_p) first_htab_element (&(iter->hti), cl->list);
378   return pair;
379 }
380
381
382 /* Return TRUE if there are no more partitions in for ITER to process.  */
383
384 static inline bool
385 end_coalesce_pair_p (coalesce_pair_iterator *iter)
386 {
387   return end_htab_p (&(iter->hti));
388 }
389
390
391 /* Return the next partition pair to be visited by ITER.  */
392
393 static inline coalesce_pair_p
394 next_coalesce_pair (coalesce_pair_iterator *iter)
395 {
396   coalesce_pair_p pair;
397
398   pair = (coalesce_pair_p) next_htab_element (&(iter->hti));
399   return pair;
400 }
401
402
403 /* Iterate over CL using ITER, returning values in PAIR.  */
404
405 #define FOR_EACH_PARTITION_PAIR(PAIR, ITER, CL)         \
406   for ((PAIR) = first_coalesce_pair ((CL), &(ITER));    \
407        !end_coalesce_pair_p (&(ITER));                  \
408        (PAIR) = next_coalesce_pair (&(ITER)))
409
410
411 /* Prepare CL for removal of preferred pairs.  When finished they are sorted
412    in order from most important coalesce to least important.  */
413
414 static void
415 sort_coalesce_list (coalesce_list_p cl)
416 {
417   unsigned x, num;
418   coalesce_pair_p p;
419   coalesce_pair_iterator ppi;
420
421   gcc_assert (cl->sorted == NULL);
422
423   num = num_coalesce_pairs (cl);
424   cl->num_sorted = num;
425   if (num == 0)
426     return;
427
428   /* Allocate a vector for the pair pointers.  */
429   cl->sorted = XNEWVEC (coalesce_pair_p, num);
430
431   /* Populate the vector with pointers to the pairs.  */
432   x = 0;
433   FOR_EACH_PARTITION_PAIR (p, ppi, cl)
434     cl->sorted[x++] = p;
435   gcc_assert (x == num);
436
437   /* Already sorted.  */
438   if (num == 1)
439     return;
440
441   /* If there are only 2, just pick swap them if the order isn't correct.  */
442   if (num == 2)
443     {
444       if (cl->sorted[0]->cost > cl->sorted[1]->cost)
445         {
446           p = cl->sorted[0];
447           cl->sorted[0] = cl->sorted[1];
448           cl->sorted[1] = p;
449         }
450       return;
451     }
452
453   /* Only call qsort if there are more than 2 items.  */
454   if (num > 2)
455       qsort (cl->sorted, num, sizeof (coalesce_pair_p), compare_pairs);
456 }
457
458
459 /* Send debug info for coalesce list CL to file F.  */
460
461 static void
462 dump_coalesce_list (FILE *f, coalesce_list_p cl)
463 {
464   coalesce_pair_p node;
465   coalesce_pair_iterator ppi;
466   int x;
467   tree var;
468
469   if (cl->sorted == NULL)
470     {
471       fprintf (f, "Coalesce List:\n");
472       FOR_EACH_PARTITION_PAIR (node, ppi, cl)
473         {
474           tree var1 = ssa_name (node->first_element);
475           tree var2 = ssa_name (node->second_element);
476           print_generic_expr (f, var1, TDF_SLIM);
477           fprintf (f, " <-> ");
478           print_generic_expr (f, var2, TDF_SLIM);
479           fprintf (f, "  (%1d), ", node->cost);
480           fprintf (f, "\n");
481         }
482     }
483   else
484     {
485       fprintf (f, "Sorted Coalesce list:\n");
486       for (x = cl->num_sorted - 1 ; x >=0; x--)
487         {
488           node = cl->sorted[x];
489           fprintf (f, "(%d) ", node->cost);
490           var = ssa_name (node->first_element);
491           print_generic_expr (f, var, TDF_SLIM);
492           fprintf (f, " <-> ");
493           var = ssa_name (node->second_element);
494           print_generic_expr (f, var, TDF_SLIM);
495           fprintf (f, "\n");
496         }
497     }
498 }
499
500
501 /* This represents a conflict graph.  Implemented as an array of bitmaps.
502    A full matrix is used for conflicts rather than just upper triangular form.
503    this make sit much simpler and faster to perform conflict merges.  */
504
505 typedef struct ssa_conflicts_d
506 {
507   unsigned size;
508   bitmap *conflicts;
509 } * ssa_conflicts_p;
510
511
512 /* Return an empty new conflict graph for SIZE elements.  */
513
514 static inline ssa_conflicts_p
515 ssa_conflicts_new (unsigned size)
516 {
517   ssa_conflicts_p ptr;
518
519   ptr = XNEW (struct ssa_conflicts_d);
520   ptr->conflicts = XCNEWVEC (bitmap, size);
521   ptr->size = size;
522   return ptr;
523 }
524
525
526 /* Free storage for conflict graph PTR.  */
527
528 static inline void
529 ssa_conflicts_delete (ssa_conflicts_p ptr)
530 {
531   unsigned x;
532   for (x = 0; x < ptr->size; x++)
533     if (ptr->conflicts[x])
534       BITMAP_FREE (ptr->conflicts[x]);
535
536   free (ptr->conflicts);
537   free (ptr);
538 }
539
540
541 /* Test if elements X and Y conflict in graph PTR.  */
542
543 static inline bool
544 ssa_conflicts_test_p (ssa_conflicts_p ptr, unsigned x, unsigned y)
545 {
546   bitmap b;
547
548   gcc_checking_assert (x < ptr->size);
549   gcc_checking_assert (y < ptr->size);
550   gcc_checking_assert (x != y);
551
552   b = ptr->conflicts[x];
553   if (b)
554     /* Avoid the lookup if Y has no conflicts.  */
555     return ptr->conflicts[y] ? bitmap_bit_p (b, y) : false;
556   else
557     return false;
558 }
559
560
561 /* Add a conflict with Y to the bitmap for X in graph PTR.  */
562
563 static inline void
564 ssa_conflicts_add_one (ssa_conflicts_p ptr, unsigned x, unsigned y)
565 {
566   /* If there are no conflicts yet, allocate the bitmap and set bit.  */
567   if (!ptr->conflicts[x])
568     ptr->conflicts[x] = BITMAP_ALLOC (NULL);
569   bitmap_set_bit (ptr->conflicts[x], y);
570 }
571
572
573 /* Add conflicts between X and Y in graph PTR.  */
574
575 static inline void
576 ssa_conflicts_add (ssa_conflicts_p ptr, unsigned x, unsigned y)
577 {
578   gcc_checking_assert (x < ptr->size);
579   gcc_checking_assert (y < ptr->size);
580   gcc_checking_assert (x != y);
581   ssa_conflicts_add_one (ptr, x, y);
582   ssa_conflicts_add_one (ptr, y, x);
583 }
584
585
586 /* Merge all Y's conflict into X in graph PTR.  */
587
588 static inline void
589 ssa_conflicts_merge (ssa_conflicts_p ptr, unsigned x, unsigned y)
590 {
591   unsigned z;
592   bitmap_iterator bi;
593
594   gcc_assert (x != y);
595   if (!(ptr->conflicts[y]))
596     return;
597
598   /* Add a conflict between X and every one Y has.  If the bitmap doesn't
599      exist, then it has already been coalesced, and we don't need to add a
600      conflict.  */
601   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (ptr->conflicts[y], 0, z, bi)
602     if (ptr->conflicts[z])
603       bitmap_set_bit (ptr->conflicts[z], x);
604
605   if (ptr->conflicts[x])
606     {
607       /* If X has conflicts, add Y's to X.  */
608       bitmap_ior_into (ptr->conflicts[x], ptr->conflicts[y]);
609       BITMAP_FREE (ptr->conflicts[y]);
610     }
611   else
612     {
613       /* If X has no conflicts, simply use Y's.  */
614       ptr->conflicts[x] = ptr->conflicts[y];
615       ptr->conflicts[y] = NULL;
616     }
617 }
618
619
620 /* Dump a conflicts graph.  */
621
622 static void
623 ssa_conflicts_dump (FILE *file, ssa_conflicts_p ptr)
624 {
625   unsigned x;
626
627   fprintf (file, "\nConflict graph:\n");
628
629   for (x = 0; x < ptr->size; x++)
630     if (ptr->conflicts[x])
631       {
632         fprintf (dump_file, "%d: ", x);
633         dump_bitmap (file, ptr->conflicts[x]);
634       }
635 }
636
637
638 /* This structure is used to efficiently record the current status of live
639    SSA_NAMES when building a conflict graph.
640    LIVE_BASE_VAR has a bit set for each base variable which has at least one
641    ssa version live.
642    LIVE_BASE_PARTITIONS is an array of bitmaps using the basevar table as an
643    index, and is used to track what partitions of each base variable are
644    live.  This makes it easy to add conflicts between just live partitions
645    with the same base variable.
646    The values in LIVE_BASE_PARTITIONS are only valid if the base variable is
647    marked as being live.  This delays clearing of these bitmaps until
648    they are actually needed again.  */
649
650 typedef struct live_track_d
651 {
652   bitmap live_base_var;         /* Indicates if a basevar is live.  */
653   bitmap *live_base_partitions; /* Live partitions for each basevar.  */
654   var_map map;                  /* Var_map being used for partition mapping.  */
655 } * live_track_p;
656
657
658 /* This routine will create a new live track structure based on the partitions
659    in MAP.  */
660
661 static live_track_p
662 new_live_track (var_map map)
663 {
664   live_track_p ptr;
665   int lim, x;
666
667   /* Make sure there is a partition view in place.  */
668   gcc_assert (map->partition_to_base_index != NULL);
669
670   ptr = (live_track_p) xmalloc (sizeof (struct live_track_d));
671   ptr->map = map;
672   lim = num_basevars (map);
673   ptr->live_base_partitions = (bitmap *) xmalloc(sizeof (bitmap *) * lim);
674   ptr->live_base_var = BITMAP_ALLOC (NULL);
675   for (x = 0; x < lim; x++)
676     ptr->live_base_partitions[x] = BITMAP_ALLOC (NULL);
677   return ptr;
678 }
679
680
681 /* This routine will free the memory associated with PTR.  */
682
683 static void
684 delete_live_track (live_track_p ptr)
685 {
686   int x, lim;
687
688   lim = num_basevars (ptr->map);
689   for (x = 0; x < lim; x++)
690     BITMAP_FREE (ptr->live_base_partitions[x]);
691   BITMAP_FREE (ptr->live_base_var);
692   free (ptr->live_base_partitions);
693   free (ptr);
694 }
695
696
697 /* This function will remove PARTITION from the live list in PTR.  */
698
699 static inline void
700 live_track_remove_partition (live_track_p ptr, int partition)
701 {
702   int root;
703
704   root = basevar_index (ptr->map, partition);
705   bitmap_clear_bit (ptr->live_base_partitions[root], partition);
706   /* If the element list is empty, make the base variable not live either.  */
707   if (bitmap_empty_p (ptr->live_base_partitions[root]))
708     bitmap_clear_bit (ptr->live_base_var, root);
709 }
710
711
712 /* This function will adds PARTITION to the live list in PTR.  */
713
714 static inline void
715 live_track_add_partition (live_track_p ptr, int partition)
716 {
717   int root;
718
719   root = basevar_index (ptr->map, partition);
720   /* If this base var wasn't live before, it is now.  Clear the element list
721      since it was delayed until needed.  */
722   if (bitmap_set_bit (ptr->live_base_var, root))
723     bitmap_clear (ptr->live_base_partitions[root]);
724   bitmap_set_bit (ptr->live_base_partitions[root], partition);
725
726 }
727
728
729 /* Clear the live bit for VAR in PTR.  */
730
731 static inline void
732 live_track_clear_var (live_track_p ptr, tree var)
733 {
734   int p;
735
736   p = var_to_partition (ptr->map, var);
737   if (p != NO_PARTITION)
738     live_track_remove_partition (ptr, p);
739 }
740
741
742 /* Return TRUE if VAR is live in PTR.  */
743
744 static inline bool
745 live_track_live_p (live_track_p ptr, tree var)
746 {
747   int p, root;
748
749   p = var_to_partition (ptr->map, var);
750   if (p != NO_PARTITION)
751     {
752       root = basevar_index (ptr->map, p);
753       if (bitmap_bit_p (ptr->live_base_var, root))
754         return bitmap_bit_p (ptr->live_base_partitions[root], p);
755     }
756   return false;
757 }
758
759
760 /* This routine will add USE to PTR.  USE will be marked as live in both the
761    ssa live map and the live bitmap for the root of USE.  */
762
763 static inline void
764 live_track_process_use (live_track_p ptr, tree use)
765 {
766   int p;
767
768   p = var_to_partition (ptr->map, use);
769   if (p == NO_PARTITION)
770     return;
771
772   /* Mark as live in the appropriate live list.  */
773   live_track_add_partition (ptr, p);
774 }
775
776
777 /* This routine will process a DEF in PTR.  DEF will be removed from the live
778    lists, and if there are any other live partitions with the same base
779    variable, conflicts will be added to GRAPH.  */
780
781 static inline void
782 live_track_process_def (live_track_p ptr, tree def, ssa_conflicts_p graph)
783 {
784   int p, root;
785   bitmap b;
786   unsigned x;
787   bitmap_iterator bi;
788
789   p = var_to_partition (ptr->map, def);
790   if (p == NO_PARTITION)
791     return;
792
793   /* Clear the liveness bit.  */
794   live_track_remove_partition (ptr, p);
795
796   /* If the bitmap isn't empty now, conflicts need to be added.  */
797   root = basevar_index (ptr->map, p);
798   if (bitmap_bit_p (ptr->live_base_var, root))
799     {
800       b = ptr->live_base_partitions[root];
801       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (b, 0, x, bi)
802         ssa_conflicts_add (graph, p, x);
803     }
804 }
805
806
807 /* Initialize PTR with the partitions set in INIT.  */
808
809 static inline void
810 live_track_init (live_track_p ptr, bitmap init)
811 {
812   unsigned p;
813   bitmap_iterator bi;
814
815   /* Mark all live on exit partitions.  */
816   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (init, 0, p, bi)
817     live_track_add_partition (ptr, p);
818 }
819
820
821 /* This routine will clear all live partitions in PTR.   */
822
823 static inline void
824 live_track_clear_base_vars (live_track_p ptr)
825 {
826   /* Simply clear the live base list.  Anything marked as live in the element
827      lists will be cleared later if/when the base variable ever comes alive
828      again.  */
829   bitmap_clear (ptr->live_base_var);
830 }
831
832
833 /* Build a conflict graph based on LIVEINFO.  Any partitions which are in the
834    partition view of the var_map liveinfo is based on get entries in the
835    conflict graph.  Only conflicts between ssa_name partitions with the same
836    base variable are added.  */
837
838 static ssa_conflicts_p
839 build_ssa_conflict_graph (tree_live_info_p liveinfo)
840 {
841   ssa_conflicts_p graph;
842   var_map map;
843   basic_block bb;
844   ssa_op_iter iter;
845   live_track_p live;
846
847   map = live_var_map (liveinfo);
848   graph = ssa_conflicts_new (num_var_partitions (map));
849
850   live = new_live_track (map);
851
852   FOR_EACH_BB (bb)
853     {
854       gimple_stmt_iterator gsi;
855
856       /* Start with live on exit temporaries.  */
857       live_track_init (live, live_on_exit (liveinfo, bb));
858
859       for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
860         {
861           tree var;
862           gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
863
864           /* A copy between 2 partitions does not introduce an interference
865              by itself.  If they did, you would never be able to coalesce
866              two things which are copied.  If the two variables really do
867              conflict, they will conflict elsewhere in the program.
868
869              This is handled by simply removing the SRC of the copy from the
870              live list, and processing the stmt normally.  */
871           if (is_gimple_assign (stmt))
872             {
873               tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
874               tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
875               if (gimple_assign_copy_p (stmt)
876                   && TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
877                   && TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
878                 live_track_clear_var (live, rhs1);
879             }
880           else if (is_gimple_debug (stmt))
881             continue;
882
883           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
884             live_track_process_def (live, var, graph);
885
886           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_USE)
887             live_track_process_use (live, var);
888         }
889
890       /* If result of a PHI is unused, looping over the statements will not
891          record any conflicts since the def was never live.  Since the PHI node
892          is going to be translated out of SSA form, it will insert a copy.
893          There must be a conflict recorded between the result of the PHI and
894          any variables that are live.  Otherwise the out-of-ssa translation
895          may create incorrect code.  */
896       for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
897         {
898           gimple phi = gsi_stmt (gsi);
899           tree result = PHI_RESULT (phi);
900           if (live_track_live_p (live, result))
901             live_track_process_def (live, result, graph);
902         }
903
904      live_track_clear_base_vars (live);
905     }
906
907   delete_live_track (live);
908   return graph;
909 }
910
911
912 /* Shortcut routine to print messages to file F of the form:
913    "STR1 EXPR1 STR2 EXPR2 STR3."  */
914
915 static inline void
916 print_exprs (FILE *f, const char *str1, tree expr1, const char *str2,
917              tree expr2, const char *str3)
918 {
919   fprintf (f, "%s", str1);
920   print_generic_expr (f, expr1, TDF_SLIM);
921   fprintf (f, "%s", str2);
922   print_generic_expr (f, expr2, TDF_SLIM);
923   fprintf (f, "%s", str3);
924 }
925
926
927 /* Print a failure to coalesce a MUST_COALESCE pair X and Y.  */
928
929 static inline void
930 fail_abnormal_edge_coalesce (int x, int y)
931 {
932   fprintf (stderr, "\nUnable to coalesce ssa_names %d and %d",x, y);
933   fprintf (stderr, " which are marked as MUST COALESCE.\n");
934   print_generic_expr (stderr, ssa_name (x), TDF_SLIM);
935   fprintf (stderr, " and  ");
936   print_generic_stmt (stderr, ssa_name (y), TDF_SLIM);
937
938   internal_error ("SSA corruption");
939 }
940
941
942 /* This function creates a var_map for the current function as well as creating
943    a coalesce list for use later in the out of ssa process.  */
944
945 static var_map
946 create_outofssa_var_map (coalesce_list_p cl, bitmap used_in_copy)
947 {
948   gimple_stmt_iterator gsi;
949   basic_block bb;
950   tree var;
951   gimple stmt;
952   tree first;
953   var_map map;
954   ssa_op_iter iter;
955   int v1, v2, cost;
956   unsigned i;
957
958   map = init_var_map (num_ssa_names);
959
960   FOR_EACH_BB (bb)
961     {
962       tree arg;
963
964       for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
965         {
966           gimple phi = gsi_stmt (gsi);
967           size_t i;
968           int ver;
969           tree res;
970           bool saw_copy = false;
971
972           res = gimple_phi_result (phi);
973           ver = SSA_NAME_VERSION (res);
974           register_ssa_partition (map, res);
975
976           /* Register ssa_names and coalesces between the args and the result
977              of all PHI.  */
978           for (i = 0; i < gimple_phi_num_args (phi); i++)
979             {
980               edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, i);
981               arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
982               if (TREE_CODE (arg) != SSA_NAME)
983                 continue;
984
985               register_ssa_partition (map, arg);
986               if ((SSA_NAME_VAR (arg) == SSA_NAME_VAR (res)
987                    && TREE_TYPE (arg) == TREE_TYPE (res))
988                   || (e->flags & EDGE_ABNORMAL))
989                 {
990                   saw_copy = true;
991                   bitmap_set_bit (used_in_copy, SSA_NAME_VERSION (arg));
992                   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == 0)
993                     {
994                       int cost = coalesce_cost_edge (e);
995                       if (cost == 1 && has_single_use (arg))
996                         add_cost_one_coalesce (cl, ver, SSA_NAME_VERSION (arg));
997                       else
998                         add_coalesce (cl, ver, SSA_NAME_VERSION (arg), cost);
999                     }
1000                 }
1001             }
1002           if (saw_copy)
1003             bitmap_set_bit (used_in_copy, ver);
1004         }
1005
1006       for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1007         {
1008           stmt = gsi_stmt (gsi);
1009
1010           if (is_gimple_debug (stmt))
1011             continue;
1012
1013           /* Register USE and DEF operands in each statement.  */
1014           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, (SSA_OP_DEF|SSA_OP_USE))
1015             register_ssa_partition (map, var);
1016
1017           /* Check for copy coalesces.  */
1018           switch (gimple_code (stmt))
1019             {
1020             case GIMPLE_ASSIGN:
1021               {
1022                 tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
1023                 tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1024
1025                 if (gimple_assign_copy_p (stmt)
1026                     && TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
1027                     && TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME
1028                     && SSA_NAME_VAR (lhs) == SSA_NAME_VAR (rhs1)
1029                     && TREE_TYPE (lhs) == TREE_TYPE (rhs1))
1030                   {
1031                     v1 = SSA_NAME_VERSION (lhs);
1032                     v2 = SSA_NAME_VERSION (rhs1);
1033                     cost = coalesce_cost_bb (bb);
1034                     add_coalesce (cl, v1, v2, cost);
1035                     bitmap_set_bit (used_in_copy, v1);
1036                     bitmap_set_bit (used_in_copy, v2);
1037                   }
1038               }
1039               break;
1040
1041             case GIMPLE_ASM:
1042               {
1043                 unsigned long noutputs, i;
1044                 unsigned long ninputs;
1045                 tree *outputs, link;
1046                 noutputs = gimple_asm_noutputs (stmt);
1047                 ninputs = gimple_asm_ninputs (stmt);
1048                 outputs = (tree *) alloca (noutputs * sizeof (tree));
1049                 for (i = 0; i < noutputs; ++i) {
1050                   link = gimple_asm_output_op (stmt, i);
1051                   outputs[i] = TREE_VALUE (link);
1052                 }
1053
1054                 for (i = 0; i < ninputs; ++i)
1055                   {
1056                     const char *constraint;
1057                     tree input;
1058                     char *end;
1059                     unsigned long match;
1060
1061                     link = gimple_asm_input_op (stmt, i);
1062                     constraint
1063                       = TREE_STRING_POINTER (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (link)));
1064                     input = TREE_VALUE (link);
1065
1066                     if (TREE_CODE (input) != SSA_NAME)
1067                       continue;
1068
1069                     match = strtoul (constraint, &end, 10);
1070                     if (match >= noutputs || end == constraint)
1071                       continue;
1072
1073                     if (TREE_CODE (outputs[match]) != SSA_NAME)
1074                       continue;
1075
1076                     v1 = SSA_NAME_VERSION (outputs[match]);
1077                     v2 = SSA_NAME_VERSION (input);
1078
1079                     if (SSA_NAME_VAR (outputs[match]) == SSA_NAME_VAR (input)
1080                         && TREE_TYPE (outputs[match]) == TREE_TYPE (input))
1081                       {
1082                         cost = coalesce_cost (REG_BR_PROB_BASE,
1083                                               optimize_bb_for_size_p (bb));
1084                         add_coalesce (cl, v1, v2, cost);
1085                         bitmap_set_bit (used_in_copy, v1);
1086                         bitmap_set_bit (used_in_copy, v2);
1087                       }
1088                   }
1089                 break;
1090               }
1091
1092             default:
1093               break;
1094             }
1095         }
1096     }
1097
1098   /* Now process result decls and live on entry variables for entry into
1099      the coalesce list.  */
1100   first = NULL_TREE;
1101   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
1102     {
1103       var = ssa_name (i);
1104       if (var != NULL_TREE && !virtual_operand_p (var))
1105         {
1106           /* Add coalesces between all the result decls.  */
1107           if (SSA_NAME_VAR (var)
1108               && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (var)) == RESULT_DECL)
1109             {
1110               if (first == NULL_TREE)
1111                 first = var;
1112               else
1113                 {
1114                   gcc_assert (SSA_NAME_VAR (var) == SSA_NAME_VAR (first)
1115                               && TREE_TYPE (var) == TREE_TYPE (first));
1116                   v1 = SSA_NAME_VERSION (first);
1117                   v2 = SSA_NAME_VERSION (var);
1118                   bitmap_set_bit (used_in_copy, v1);
1119                   bitmap_set_bit (used_in_copy, v2);
1120                   cost = coalesce_cost_bb (EXIT_BLOCK_PTR);
1121                   add_coalesce (cl, v1, v2, cost);
1122                 }
1123             }
1124           /* Mark any default_def variables as being in the coalesce list
1125              since they will have to be coalesced with the base variable.  If
1126              not marked as present, they won't be in the coalesce view. */
1127           if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (var)
1128               && !has_zero_uses (var))
1129             bitmap_set_bit (used_in_copy, SSA_NAME_VERSION (var));
1130         }
1131     }
1132
1133   return map;
1134 }
1135
1136
1137 /* Attempt to coalesce ssa versions X and Y together using the partition
1138    mapping in MAP and checking conflicts in GRAPH.  Output any debug info to
1139    DEBUG, if it is nun-NULL.  */
1140
1141 static inline bool
1142 attempt_coalesce (var_map map, ssa_conflicts_p graph, int x, int y,
1143                   FILE *debug)
1144 {
1145   int z;
1146   tree var1, var2;
1147   int p1, p2;
1148
1149   p1 = var_to_partition (map, ssa_name (x));
1150   p2 = var_to_partition (map, ssa_name (y));
1151
1152   if (debug)
1153     {
1154       fprintf (debug, "(%d)", x);
1155       print_generic_expr (debug, partition_to_var (map, p1), TDF_SLIM);
1156       fprintf (debug, " & (%d)", y);
1157       print_generic_expr (debug, partition_to_var (map, p2), TDF_SLIM);
1158     }
1159
1160   if (p1 == p2)
1161     {
1162       if (debug)
1163         fprintf (debug, ": Already Coalesced.\n");
1164       return true;
1165     }
1166
1167   if (debug)
1168     fprintf (debug, " [map: %d, %d] ", p1, p2);
1169
1170
1171   if (!ssa_conflicts_test_p (graph, p1, p2))
1172     {
1173       var1 = partition_to_var (map, p1);
1174       var2 = partition_to_var (map, p2);
1175       z = var_union (map, var1, var2);
1176       if (z == NO_PARTITION)
1177         {
1178           if (debug)
1179             fprintf (debug, ": Unable to perform partition union.\n");
1180           return false;
1181         }
1182
1183       /* z is the new combined partition.  Remove the other partition from
1184          the list, and merge the conflicts.  */
1185       if (z == p1)
1186         ssa_conflicts_merge (graph, p1, p2);
1187       else
1188         ssa_conflicts_merge (graph, p2, p1);
1189
1190       if (debug)
1191         fprintf (debug, ": Success -> %d\n", z);
1192       return true;
1193     }
1194
1195   if (debug)
1196     fprintf (debug, ": Fail due to conflict\n");
1197
1198   return false;
1199 }
1200
1201
1202 /* Attempt to Coalesce partitions in MAP which occur in the list CL using
1203    GRAPH.  Debug output is sent to DEBUG if it is non-NULL.  */
1204
1205 static void
1206 coalesce_partitions (var_map map, ssa_conflicts_p graph, coalesce_list_p cl,
1207                      FILE *debug)
1208 {
1209   int x = 0, y = 0;
1210   tree var1, var2;
1211   int cost;
1212   basic_block bb;
1213   edge e;
1214   edge_iterator ei;
1215
1216   /* First, coalesce all the copies across abnormal edges.  These are not placed
1217      in the coalesce list because they do not need to be sorted, and simply
1218      consume extra memory/compilation time in large programs.  */
1219
1220   FOR_EACH_BB (bb)
1221     {
1222       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1223         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1224           {
1225             gimple_stmt_iterator gsi;
1226             for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi);
1227                  gsi_next (&gsi))
1228               {
1229                 gimple phi = gsi_stmt (gsi);
1230                 tree res = PHI_RESULT (phi);
1231                 tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, e->dest_idx);
1232                 int v1 = SSA_NAME_VERSION (res);
1233                 int v2 = SSA_NAME_VERSION (arg);
1234
1235                 if (debug)
1236                   fprintf (debug, "Abnormal coalesce: ");
1237
1238                 if (!attempt_coalesce (map, graph, v1, v2, debug))
1239                   fail_abnormal_edge_coalesce (v1, v2);
1240               }
1241           }
1242     }
1243
1244   /* Now process the items in the coalesce list.  */
1245
1246   while ((cost = pop_best_coalesce (cl, &x, &y)) != NO_BEST_COALESCE)
1247     {
1248       var1 = ssa_name (x);
1249       var2 = ssa_name (y);
1250
1251       /* Assert the coalesces have the same base variable.  */
1252       gcc_assert (SSA_NAME_VAR (var1) == SSA_NAME_VAR (var2)
1253                   && TREE_TYPE (var1) == TREE_TYPE (var2));
1254
1255       if (debug)
1256         fprintf (debug, "Coalesce list: ");
1257       attempt_coalesce (map, graph, x, y, debug);
1258     }
1259 }
1260
1261 /* Returns a hash code for N.  */
1262
1263 inline hashval_t
1264 hash_ssa_name_by_var (const_tree n)
1265 {
1266   return (hashval_t) htab_hash_pointer (SSA_NAME_VAR (n));
1267 }
1268
1269 /* Returns nonzero if N1 and N2 are equal.  */
1270
1271 inline int
1272 eq_ssa_name_by_var (const_tree n1, const_tree n2)
1273 {
1274   return SSA_NAME_VAR (n1) == SSA_NAME_VAR (n2);
1275 }
1276
1277 /* Reduce the number of copies by coalescing variables in the function.  Return
1278    a partition map with the resulting coalesces.  */
1279
1280 extern var_map
1281 coalesce_ssa_name (void)
1282 {
1283   tree_live_info_p liveinfo;
1284   ssa_conflicts_p graph;
1285   coalesce_list_p cl;
1286   bitmap used_in_copies = BITMAP_ALLOC (NULL);
1287   var_map map;
1288   unsigned int i;
1289   static hash_table <tree_node, hash_ssa_name_by_var, eq_ssa_name_by_var,
1290                      typed_null_remove<tree_node> >
1291                     ssa_name_hash;
1292
1293   cl = create_coalesce_list ();
1294   map = create_outofssa_var_map (cl, used_in_copies);
1295
1296   /* We need to coalesce all names originating same SSA_NAME_VAR
1297      so debug info remains undisturbed.  */
1298   if (!optimize)
1299     {
1300       ssa_name_hash.create (10);
1301       for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
1302         {
1303           tree a = ssa_name (i);
1304
1305           if (a
1306               && SSA_NAME_VAR (a)
1307               && !DECL_IGNORED_P (SSA_NAME_VAR (a))
1308               && (!has_zero_uses (a) || !SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (a)))
1309             {
1310               tree *slot = ssa_name_hash.find_slot (a, INSERT);
1311
1312               if (!*slot)
1313                 *slot = a;
1314               else
1315                 {
1316                   add_coalesce (cl, SSA_NAME_VERSION (a), SSA_NAME_VERSION (*slot),
1317                                 MUST_COALESCE_COST - 1);
1318                   bitmap_set_bit (used_in_copies, SSA_NAME_VERSION (a));
1319                   bitmap_set_bit (used_in_copies, SSA_NAME_VERSION (*slot));
1320                 }
1321             }
1322         }
1323       ssa_name_hash.dispose ();
1324     }
1325   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1326     dump_var_map (dump_file, map);
1327
1328   /* Don't calculate live ranges for variables not in the coalesce list.  */
1329   partition_view_bitmap (map, used_in_copies, true);
1330   BITMAP_FREE (used_in_copies);
1331
1332   if (num_var_partitions (map) < 1)
1333     {
1334       delete_coalesce_list (cl);
1335       return map;
1336     }
1337
1338   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1339     dump_var_map (dump_file, map);
1340
1341   liveinfo = calculate_live_ranges (map);
1342
1343   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1344     dump_live_info (dump_file, liveinfo, LIVEDUMP_ENTRY);
1345
1346   /* Build a conflict graph.  */
1347   graph = build_ssa_conflict_graph (liveinfo);
1348   delete_tree_live_info (liveinfo);
1349   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1350     ssa_conflicts_dump (dump_file, graph);
1351
1352   sort_coalesce_list (cl);
1353
1354   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1355     {
1356       fprintf (dump_file, "\nAfter sorting:\n");
1357       dump_coalesce_list (dump_file, cl);
1358     }
1359
1360   /* First, coalesce all live on entry variables to their base variable.
1361      This will ensure the first use is coming from the correct location.  */
1362
1363   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1364     dump_var_map (dump_file, map);
1365
1366   /* Now coalesce everything in the list.  */
1367   coalesce_partitions (map, graph, cl,
1368                        ((dump_flags & TDF_DETAILS) ? dump_file
1369                                                    : NULL));
1370
1371   delete_coalesce_list (cl);
1372   ssa_conflicts_delete (graph);
1373
1374   return map;
1375 }