Simplify test-case options.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / tree-ssa-dse.c
1 /* Dead and redundant store elimination
2    Copyright (C) 2004-2020 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
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 #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 "gimple.h"
27 #include "tree-pass.h"
28 #include "ssa.h"
29 #include "gimple-pretty-print.h"
30 #include "fold-const.h"
31 #include "gimple-iterator.h"
32 #include "tree-cfg.h"
33 #include "tree-dfa.h"
34 #include "domwalk.h"
35 #include "tree-cfgcleanup.h"
36 #include "alias.h"
37 #include "tree-ssa-loop.h"
38 #include "tree-ssa-dse.h"
39 #include "builtins.h"
40 #include "gimple-fold.h"
41 #include "gimplify.h"
42
43 /* This file implements dead store elimination.
44
45    A dead store is a store into a memory location which will later be
46    overwritten by another store without any intervening loads.  In this
47    case the earlier store can be deleted or trimmed if the store
48    was partially dead.
49
50    A redundant store is a store into a memory location which stores
51    the exact same value as a prior store to the same memory location.
52    While this can often be handled by dead store elimination, removing
53    the redundant store is often better than removing or trimming the
54    dead store.
55
56    In our SSA + virtual operand world we use immediate uses of virtual
57    operands to detect these cases.  If a store's virtual definition
58    is used precisely once by a later store to the same location which
59    post dominates the first store, then the first store is dead.  If
60    the data stored is the same, then the second store is redundant.
61
62    The single use of the store's virtual definition ensures that
63    there are no intervening aliased loads and the requirement that
64    the second load post dominate the first ensures that if the earlier
65    store executes, then the later stores will execute before the function
66    exits.
67
68    It may help to think of this as first moving the earlier store to
69    the point immediately before the later store.  Again, the single
70    use of the virtual definition and the post-dominance relationship
71    ensure that such movement would be safe.  Clearly if there are
72    back to back stores, then the second is makes the first dead.  If
73    the second store stores the same value, then the second store is
74    redundant.
75
76    Reviewing section 10.7.2 in Morgan's "Building an Optimizing Compiler"
77    may also help in understanding this code since it discusses the
78    relationship between dead store and redundant load elimination.  In
79    fact, they are the same transformation applied to different views of
80    the CFG.  */
81
82 static void delete_dead_or_redundant_call (gimple_stmt_iterator *, const char *);
83
84 /* Bitmap of blocks that have had EH statements cleaned.  We should
85    remove their dead edges eventually.  */
86 static bitmap need_eh_cleanup;
87
88 /* STMT is a statement that may write into memory.  Analyze it and
89    initialize WRITE to describe how STMT affects memory.
90
91    Return TRUE if the statement was analyzed, FALSE otherwise.
92
93    It is always safe to return FALSE.  But typically better optimziation
94    can be achieved by analyzing more statements.  */
95
96 static bool
97 initialize_ao_ref_for_dse (gimple *stmt, ao_ref *write)
98 {
99   /* It's advantageous to handle certain mem* functions.  */
100   if (gimple_call_builtin_p (stmt, BUILT_IN_NORMAL))
101     {
102       switch (DECL_FUNCTION_CODE (gimple_call_fndecl (stmt)))
103         {
104         case BUILT_IN_MEMCPY:
105         case BUILT_IN_MEMMOVE:
106         case BUILT_IN_MEMSET:
107         case BUILT_IN_MEMCPY_CHK:
108         case BUILT_IN_MEMMOVE_CHK:
109         case BUILT_IN_MEMSET_CHK:
110         case BUILT_IN_STRNCPY:
111         case BUILT_IN_STRNCPY_CHK:
112           {
113             tree size = gimple_call_arg (stmt, 2);
114             tree ptr = gimple_call_arg (stmt, 0);
115             ao_ref_init_from_ptr_and_size (write, ptr, size);
116             return true;
117           }
118
119         /* A calloc call can never be dead, but it can make
120            subsequent stores redundant if they store 0 into
121            the same memory locations.  */
122         case BUILT_IN_CALLOC:
123           {
124             tree nelem = gimple_call_arg (stmt, 0);
125             tree selem = gimple_call_arg (stmt, 1);
126             tree lhs;
127             if (TREE_CODE (nelem) == INTEGER_CST
128                 && TREE_CODE (selem) == INTEGER_CST
129                 && (lhs = gimple_call_lhs (stmt)) != NULL_TREE)
130               {
131                 tree size = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (nelem),
132                                          nelem, selem);
133                 ao_ref_init_from_ptr_and_size (write, lhs, size);
134                 return true;
135               }
136           }
137
138         default:
139           break;
140         }
141     }
142   else if (is_gimple_assign (stmt))
143     {
144       ao_ref_init (write, gimple_assign_lhs (stmt));
145       return true;
146     }
147   return false;
148 }
149
150 /* Given REF from the alias oracle, return TRUE if it is a valid
151    memory reference for dead store elimination, false otherwise.
152
153    In particular, the reference must have a known base, known maximum
154    size, start at a byte offset and have a size that is one or more
155    bytes.  */
156
157 static bool
158 valid_ao_ref_for_dse (ao_ref *ref)
159 {
160   return (ao_ref_base (ref)
161           && known_size_p (ref->max_size)
162           && maybe_ne (ref->size, 0)
163           && known_eq (ref->max_size, ref->size)
164           && known_ge (ref->offset, 0)
165           && multiple_p (ref->offset, BITS_PER_UNIT)
166           && multiple_p (ref->size, BITS_PER_UNIT));
167 }
168
169 /* Try to normalize COPY (an ao_ref) relative to REF.  Essentially when we are
170    done COPY will only refer bytes found within REF.  Return true if COPY
171    is known to intersect at least one byte of REF.  */
172
173 static bool
174 normalize_ref (ao_ref *copy, ao_ref *ref)
175 {
176   if (!ordered_p (copy->offset, ref->offset))
177     return false;
178
179   /* If COPY starts before REF, then reset the beginning of
180      COPY to match REF and decrease the size of COPY by the
181      number of bytes removed from COPY.  */
182   if (maybe_lt (copy->offset, ref->offset))
183     {
184       poly_int64 diff = ref->offset - copy->offset;
185       if (maybe_le (copy->size, diff))
186         return false;
187       copy->size -= diff;
188       copy->offset = ref->offset;
189     }
190
191   poly_int64 diff = copy->offset - ref->offset;
192   if (maybe_le (ref->size, diff))
193     return false;
194
195   /* If COPY extends beyond REF, chop off its size appropriately.  */
196   poly_int64 limit = ref->size - diff;
197   if (!ordered_p (limit, copy->size))
198     return false;
199
200   if (maybe_gt (copy->size, limit))
201     copy->size = limit;
202   return true;
203 }
204
205 /* Clear any bytes written by STMT from the bitmap LIVE_BYTES.  The base
206    address written by STMT must match the one found in REF, which must
207    have its base address previously initialized.
208
209    This routine must be conservative.  If we don't know the offset or
210    actual size written, assume nothing was written.  */
211
212 static void
213 clear_bytes_written_by (sbitmap live_bytes, gimple *stmt, ao_ref *ref)
214 {
215   ao_ref write;
216   if (!initialize_ao_ref_for_dse (stmt, &write))
217     return;
218
219   /* Verify we have the same base memory address, the write
220      has a known size and overlaps with REF.  */
221   HOST_WIDE_INT start, size;
222   if (valid_ao_ref_for_dse (&write)
223       && operand_equal_p (write.base, ref->base, OEP_ADDRESS_OF)
224       && known_eq (write.size, write.max_size)
225       && normalize_ref (&write, ref)
226       && (write.offset - ref->offset).is_constant (&start)
227       && write.size.is_constant (&size))
228     bitmap_clear_range (live_bytes, start / BITS_PER_UNIT,
229                         size / BITS_PER_UNIT);
230 }
231
232 /* REF is a memory write.  Extract relevant information from it and
233    initialize the LIVE_BYTES bitmap.  If successful, return TRUE.
234    Otherwise return FALSE.  */
235
236 static bool
237 setup_live_bytes_from_ref (ao_ref *ref, sbitmap live_bytes)
238 {
239   HOST_WIDE_INT const_size;
240   if (valid_ao_ref_for_dse (ref)
241       && ref->size.is_constant (&const_size)
242       && (const_size / BITS_PER_UNIT
243           <= param_dse_max_object_size))
244     {
245       bitmap_clear (live_bytes);
246       bitmap_set_range (live_bytes, 0, const_size / BITS_PER_UNIT);
247       return true;
248     }
249   return false;
250 }
251
252 /* Compute the number of elements that we can trim from the head and
253    tail of ORIG resulting in a bitmap that is a superset of LIVE.
254
255    Store the number of elements trimmed from the head and tail in
256    TRIM_HEAD and TRIM_TAIL.
257
258    STMT is the statement being trimmed and is used for debugging dump
259    output only.  */
260
261 static void
262 compute_trims (ao_ref *ref, sbitmap live, int *trim_head, int *trim_tail,
263                gimple *stmt)
264 {
265   /* We use sbitmaps biased such that ref->offset is bit zero and the bitmap
266      extends through ref->size.  So we know that in the original bitmap
267      bits 0..ref->size were true.  We don't actually need the bitmap, just
268      the REF to compute the trims.  */
269
270   /* Now identify how much, if any of the tail we can chop off.  */
271   HOST_WIDE_INT const_size;
272   int last_live = bitmap_last_set_bit (live);
273   if (ref->size.is_constant (&const_size))
274     {
275       int last_orig = (const_size / BITS_PER_UNIT) - 1;
276       /* We can leave inconvenient amounts on the tail as
277          residual handling in mem* and str* functions is usually
278          reasonably efficient.  */
279       *trim_tail = last_orig - last_live;
280
281       /* But don't trim away out of bounds accesses, as this defeats
282          proper warnings.
283
284          We could have a type with no TYPE_SIZE_UNIT or we could have a VLA
285          where TYPE_SIZE_UNIT is not a constant.  */
286       if (*trim_tail
287           && TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (ref->base))
288           && TREE_CODE (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (ref->base))) == INTEGER_CST
289           && compare_tree_int (TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (ref->base)),
290                                last_orig) <= 0)
291         *trim_tail = 0;
292     }
293   else
294     *trim_tail = 0;
295
296   /* Identify how much, if any of the head we can chop off.  */
297   int first_orig = 0;
298   int first_live = bitmap_first_set_bit (live);
299   *trim_head = first_live - first_orig;
300
301   /* If more than a word remains, then make sure to keep the
302      starting point at least word aligned.  */
303   if (last_live - first_live > UNITS_PER_WORD)
304     *trim_head &= ~(UNITS_PER_WORD - 1);
305
306   if ((*trim_head || *trim_tail)
307       && dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
308     {
309       fprintf (dump_file, "  Trimming statement (head = %d, tail = %d): ",
310                *trim_head, *trim_tail);
311       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
312       fprintf (dump_file, "\n");
313     }
314 }
315
316 /* STMT initializes an object from COMPLEX_CST where one or more of the
317    bytes written may be dead stores.  REF is a representation of the
318    memory written.  LIVE is the bitmap of stores that are actually live.
319
320    Attempt to rewrite STMT so that only the real or imaginary part of
321    the object is actually stored.  */
322
323 static void
324 maybe_trim_complex_store (ao_ref *ref, sbitmap live, gimple *stmt)
325 {
326   int trim_head, trim_tail;
327   compute_trims (ref, live, &trim_head, &trim_tail, stmt);
328
329   /* The amount of data trimmed from the head or tail must be at
330      least half the size of the object to ensure we're trimming
331      the entire real or imaginary half.  By writing things this
332      way we avoid more O(n) bitmap operations.  */
333   if (known_ge (trim_tail * 2 * BITS_PER_UNIT, ref->size))
334     {
335       /* TREE_REALPART is live */
336       tree x = TREE_REALPART (gimple_assign_rhs1 (stmt));
337       tree y = gimple_assign_lhs (stmt);
338       y = build1 (REALPART_EXPR, TREE_TYPE (x), y);
339       gimple_assign_set_lhs (stmt, y);
340       gimple_assign_set_rhs1 (stmt, x);
341     }
342   else if (known_ge (trim_head * 2 * BITS_PER_UNIT, ref->size))
343     {
344       /* TREE_IMAGPART is live */
345       tree x = TREE_IMAGPART (gimple_assign_rhs1 (stmt));
346       tree y = gimple_assign_lhs (stmt);
347       y = build1 (IMAGPART_EXPR, TREE_TYPE (x), y);
348       gimple_assign_set_lhs (stmt, y);
349       gimple_assign_set_rhs1 (stmt, x);
350     }
351
352   /* Other cases indicate parts of both the real and imag subobjects
353      are live.  We do not try to optimize those cases.  */
354 }
355
356 /* STMT initializes an object using a CONSTRUCTOR where one or more of the
357    bytes written are dead stores.  ORIG is the bitmap of bytes stored by
358    STMT.  LIVE is the bitmap of stores that are actually live.
359
360    Attempt to rewrite STMT so that only the real or imaginary part of
361    the object is actually stored.
362
363    The most common case for getting here is a CONSTRUCTOR with no elements
364    being used to zero initialize an object.  We do not try to handle other
365    cases as those would force us to fully cover the object with the
366    CONSTRUCTOR node except for the components that are dead.  */
367
368 static void
369 maybe_trim_constructor_store (ao_ref *ref, sbitmap live, gimple *stmt)
370 {
371   tree ctor = gimple_assign_rhs1 (stmt);
372
373   /* This is the only case we currently handle.  It actually seems to
374      catch most cases of actual interest.  */
375   gcc_assert (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0);
376
377   int head_trim = 0;
378   int tail_trim = 0;
379   compute_trims (ref, live, &head_trim, &tail_trim, stmt);
380
381   /* Now we want to replace the constructor initializer
382      with memset (object + head_trim, 0, size - head_trim - tail_trim).  */
383   if (head_trim || tail_trim)
384     {
385       /* We want &lhs for the MEM_REF expression.  */
386       tree lhs_addr = build_fold_addr_expr (gimple_assign_lhs (stmt));
387
388       if (! is_gimple_min_invariant (lhs_addr))
389         return;
390
391       /* The number of bytes for the new constructor.  */
392       poly_int64 ref_bytes = exact_div (ref->size, BITS_PER_UNIT);
393       poly_int64 count = ref_bytes - head_trim - tail_trim;
394
395       /* And the new type for the CONSTRUCTOR.  Essentially it's just
396          a char array large enough to cover the non-trimmed parts of
397          the original CONSTRUCTOR.  Note we want explicit bounds here
398          so that we know how many bytes to clear when expanding the
399          CONSTRUCTOR.  */
400       tree type = build_array_type_nelts (char_type_node, count);
401
402       /* Build a suitable alias type rather than using alias set zero
403          to avoid pessimizing.  */
404       tree alias_type = reference_alias_ptr_type (gimple_assign_lhs (stmt));
405
406       /* Build a MEM_REF representing the whole accessed area, starting
407          at the first byte not trimmed.  */
408       tree exp = fold_build2 (MEM_REF, type, lhs_addr,
409                               build_int_cst (alias_type, head_trim));
410
411       /* Now update STMT with a new RHS and LHS.  */
412       gimple_assign_set_lhs (stmt, exp);
413       gimple_assign_set_rhs1 (stmt, build_constructor (type, NULL));
414     }
415 }
416
417 /* STMT is a memcpy, memmove or memset.  Decrement the number of bytes
418    copied/set by DECREMENT.  */
419 static void
420 decrement_count (gimple *stmt, int decrement)
421 {
422   tree *countp = gimple_call_arg_ptr (stmt, 2);
423   gcc_assert (TREE_CODE (*countp) == INTEGER_CST);
424   *countp = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (*countp), (TREE_INT_CST_LOW (*countp)
425                                                     - decrement));
426 }
427
428 static void
429 increment_start_addr (gimple *stmt, tree *where, int increment)
430 {
431   if (tree lhs = gimple_call_lhs (stmt))
432     if (where == gimple_call_arg_ptr (stmt, 0))
433       {
434         gassign *newop = gimple_build_assign (lhs, unshare_expr (*where));
435         gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (stmt);
436         gsi_insert_after (&gsi, newop, GSI_SAME_STMT);
437         gimple_call_set_lhs (stmt, NULL_TREE);
438         update_stmt (stmt);
439       }
440
441   if (TREE_CODE (*where) == SSA_NAME)
442     {
443       tree tem = make_ssa_name (TREE_TYPE (*where));
444       gassign *newop
445         = gimple_build_assign (tem, POINTER_PLUS_EXPR, *where,
446                                build_int_cst (sizetype, increment));
447       gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (stmt);
448       gsi_insert_before (&gsi, newop, GSI_SAME_STMT);
449       *where = tem;
450       update_stmt (stmt);
451       return;
452     }
453
454   *where = build_fold_addr_expr (fold_build2 (MEM_REF, char_type_node,
455                                               *where,
456                                               build_int_cst (ptr_type_node,
457                                                              increment)));
458 }
459
460 /* STMT is builtin call that writes bytes in bitmap ORIG, some bytes are dead
461    (ORIG & ~NEW) and need not be stored.  Try to rewrite STMT to reduce
462    the amount of data it actually writes.
463
464    Right now we only support trimming from the head or the tail of the
465    memory region.  In theory we could split the mem* call, but it's
466    likely of marginal value.  */
467
468 static void
469 maybe_trim_memstar_call (ao_ref *ref, sbitmap live, gimple *stmt)
470 {
471   int head_trim, tail_trim;
472   switch (DECL_FUNCTION_CODE (gimple_call_fndecl (stmt)))
473     {
474     case BUILT_IN_STRNCPY:
475     case BUILT_IN_STRNCPY_CHK:
476       compute_trims (ref, live, &head_trim, &tail_trim, stmt);
477       if (head_trim)
478         {
479           /* Head trimming of strncpy is only possible if we can
480              prove all bytes we would trim are non-zero (or we could
481              turn the strncpy into memset if there must be zero
482              among the head trimmed bytes).  If we don't know anything
483              about those bytes, the presence or absence of '\0' bytes
484              in there will affect whether it acts for the non-trimmed
485              bytes as memset or memcpy/strncpy.  */
486           c_strlen_data lendata = { };
487           int orig_head_trim = head_trim;
488           tree srcstr = gimple_call_arg (stmt, 1);
489           if (!get_range_strlen (srcstr, &lendata, /*eltsize=*/1)
490               || !tree_fits_uhwi_p (lendata.minlen))
491             head_trim = 0;
492           else if (tree_to_uhwi (lendata.minlen) < (unsigned) head_trim)
493             {
494               head_trim = tree_to_uhwi (lendata.minlen);
495               if ((orig_head_trim & (UNITS_PER_WORD - 1)) == 0)
496                 head_trim &= ~(UNITS_PER_WORD - 1);
497             }
498           if (orig_head_trim != head_trim
499               && dump_file
500               && (dump_flags & TDF_DETAILS))
501             fprintf (dump_file,
502                      "  Adjusting strncpy trimming to (head = %d,"
503                      " tail = %d)\n", head_trim, tail_trim);
504         }
505       goto do_memcpy;
506
507     case BUILT_IN_MEMCPY:
508     case BUILT_IN_MEMMOVE:
509     case BUILT_IN_MEMCPY_CHK:
510     case BUILT_IN_MEMMOVE_CHK:
511       compute_trims (ref, live, &head_trim, &tail_trim, stmt);
512
513     do_memcpy:
514       /* Tail trimming is easy, we can just reduce the count.  */
515       if (tail_trim)
516         decrement_count (stmt, tail_trim);
517
518       /* Head trimming requires adjusting all the arguments.  */
519       if (head_trim)
520         {
521           /* For __*_chk need to adjust also the last argument.  */
522           if (gimple_call_num_args (stmt) == 4)
523             {
524               tree size = gimple_call_arg (stmt, 3);
525               if (!tree_fits_uhwi_p (size))
526                 break;
527               if (!integer_all_onesp (size))
528                 {
529                   unsigned HOST_WIDE_INT sz = tree_to_uhwi (size);
530                   if (sz < (unsigned) head_trim)
531                     break;
532                   tree arg = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (size),
533                                                sz - head_trim);
534                   gimple_call_set_arg (stmt, 3, arg);
535                 }
536             }
537           tree *dst = gimple_call_arg_ptr (stmt, 0);
538           increment_start_addr (stmt, dst, head_trim);
539           tree *src = gimple_call_arg_ptr (stmt, 1);
540           increment_start_addr (stmt, src, head_trim);
541           decrement_count (stmt, head_trim);
542         }
543       break;
544
545     case BUILT_IN_MEMSET:
546     case BUILT_IN_MEMSET_CHK:
547       compute_trims (ref, live, &head_trim, &tail_trim, stmt);
548
549       /* Tail trimming is easy, we can just reduce the count.  */
550       if (tail_trim)
551         decrement_count (stmt, tail_trim);
552
553       /* Head trimming requires adjusting all the arguments.  */
554       if (head_trim)
555         {
556           /* For __*_chk need to adjust also the last argument.  */
557           if (gimple_call_num_args (stmt) == 4)
558             {
559               tree size = gimple_call_arg (stmt, 3);
560               if (!tree_fits_uhwi_p (size))
561                 break;
562               if (!integer_all_onesp (size))
563                 {
564                   unsigned HOST_WIDE_INT sz = tree_to_uhwi (size);
565                   if (sz < (unsigned) head_trim)
566                     break;
567                   tree arg = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (size),
568                                                sz - head_trim);
569                   gimple_call_set_arg (stmt, 3, arg);
570                 }
571             }
572           tree *dst = gimple_call_arg_ptr (stmt, 0);
573           increment_start_addr (stmt, dst, head_trim);
574           decrement_count (stmt, head_trim);
575         }
576       break;
577
578     default:
579       break;
580     }
581 }
582
583 /* STMT is a memory write where one or more bytes written are dead
584    stores.  ORIG is the bitmap of bytes stored by STMT.  LIVE is the
585    bitmap of stores that are actually live.
586
587    Attempt to rewrite STMT so that it writes fewer memory locations.  Right
588    now we only support trimming at the start or end of the memory region.
589    It's not clear how much there is to be gained by trimming from the middle
590    of the region.  */
591
592 static void
593 maybe_trim_partially_dead_store (ao_ref *ref, sbitmap live, gimple *stmt)
594 {
595   if (is_gimple_assign (stmt)
596       && TREE_CODE (gimple_assign_lhs (stmt)) != TARGET_MEM_REF)
597     {
598       switch (gimple_assign_rhs_code (stmt))
599         {
600         case CONSTRUCTOR:
601           maybe_trim_constructor_store (ref, live, stmt);
602           break;
603         case COMPLEX_CST:
604           maybe_trim_complex_store (ref, live, stmt);
605           break;
606         default:
607           break;
608         }
609     }
610 }
611
612 /* Return TRUE if USE_REF reads bytes from LIVE where live is
613    derived from REF, a write reference.
614
615    While this routine may modify USE_REF, it's passed by value, not
616    location.  So callers do not see those modifications.  */
617
618 static bool
619 live_bytes_read (ao_ref use_ref, ao_ref *ref, sbitmap live)
620 {
621   /* We have already verified that USE_REF and REF hit the same object.
622      Now verify that there's actually an overlap between USE_REF and REF.  */
623   HOST_WIDE_INT start, size;
624   if (normalize_ref (&use_ref, ref)
625       && (use_ref.offset - ref->offset).is_constant (&start)
626       && use_ref.size.is_constant (&size))
627     {
628       /* If USE_REF covers all of REF, then it will hit one or more
629          live bytes.   This avoids useless iteration over the bitmap
630          below.  */
631       if (start == 0 && known_eq (size, ref->size))
632         return true;
633
634       /* Now check if any of the remaining bits in use_ref are set in LIVE.  */
635       return bitmap_bit_in_range_p (live, start / BITS_PER_UNIT,
636                                     (start + size - 1) / BITS_PER_UNIT);
637     }
638   return true;
639 }
640
641 /* Callback for dse_classify_store calling for_each_index.  Verify that
642    indices are invariant in the loop with backedge PHI in basic-block DATA.  */
643
644 static bool
645 check_name (tree, tree *idx, void *data)
646 {
647   basic_block phi_bb = (basic_block) data;
648   if (TREE_CODE (*idx) == SSA_NAME
649       && !SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (*idx)
650       && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (*idx)),
651                          phi_bb))
652     return false;
653   return true;
654 }
655
656 /* STMT stores the value 0 into one or more memory locations
657    (via memset, empty constructor, calloc call, etc).
658
659    See if there is a subsequent store of the value 0 to one
660    or more of the same memory location(s).  If so, the subsequent
661    store is redundant and can be removed.
662
663    The subsequent stores could be via memset, empty constructors,
664    simple MEM stores, etc.  */
665
666 static void
667 dse_optimize_redundant_stores (gimple *stmt)
668 {
669   int cnt = 0;
670
671   /* TBAA state of STMT, if it is a call it is effectively alias-set zero.  */
672   alias_set_type earlier_set = 0;
673   alias_set_type earlier_base_set = 0;
674   if (is_gimple_assign (stmt))
675     {
676       ao_ref lhs_ref;
677       ao_ref_init (&lhs_ref, gimple_assign_lhs (stmt));
678       earlier_set = ao_ref_alias_set (&lhs_ref);
679       earlier_base_set = ao_ref_base_alias_set (&lhs_ref);
680     }
681
682   /* We could do something fairly complex and look through PHIs
683      like DSE_CLASSIFY_STORE, but it doesn't seem to be worth
684      the effort.
685
686      Look at all the immediate uses of the VDEF (which are obviously
687      dominated by STMT).   See if one or more stores 0 into the same
688      memory locations a STMT, if so remove the immediate use statements.  */
689   tree defvar = gimple_vdef (stmt);
690   imm_use_iterator ui;
691   gimple *use_stmt;
692   FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, ui, defvar)
693     {
694       /* Limit stmt walking.  */
695       if (++cnt > param_dse_max_alias_queries_per_store)
696         BREAK_FROM_IMM_USE_STMT (ui);
697
698       /* If USE_STMT stores 0 into one or more of the same locations
699          as STMT and STMT would kill USE_STMT, then we can just remove
700          USE_STMT.  */
701       tree fndecl;
702       if ((is_gimple_assign (use_stmt)
703            && gimple_vdef (use_stmt)
704            && (gimple_assign_single_p (use_stmt)
705                && initializer_zerop (gimple_assign_rhs1 (use_stmt))))
706           || (gimple_call_builtin_p (use_stmt, BUILT_IN_NORMAL)
707               && (fndecl = gimple_call_fndecl (use_stmt)) != NULL
708               && (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_MEMSET
709                   || DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_MEMSET_CHK)
710               && integer_zerop (gimple_call_arg (use_stmt, 1))))
711         {
712           ao_ref write;
713
714           if (!initialize_ao_ref_for_dse (use_stmt, &write))
715             BREAK_FROM_IMM_USE_STMT (ui)
716
717           if (valid_ao_ref_for_dse (&write)
718               && stmt_kills_ref_p (stmt, &write))
719             {
720               gimple_stmt_iterator gsi = gsi_for_stmt (use_stmt);
721               if (is_gimple_assign (use_stmt))
722                 {
723                   ao_ref lhs_ref;
724                   ao_ref_init (&lhs_ref, gimple_assign_lhs (use_stmt));
725                   if ((earlier_set == ao_ref_alias_set (&lhs_ref)
726                        || alias_set_subset_of (ao_ref_alias_set (&lhs_ref),
727                                                earlier_set))
728                       && (earlier_base_set == ao_ref_base_alias_set (&lhs_ref)
729                           || alias_set_subset_of
730                                (ao_ref_base_alias_set (&lhs_ref),
731                                                   earlier_base_set)))
732                     delete_dead_or_redundant_assignment (&gsi, "redundant",
733                                                          need_eh_cleanup);
734                 }
735               else if (is_gimple_call (use_stmt))
736                 {
737                   if ((earlier_set == 0
738                        || alias_set_subset_of (0, earlier_set))
739                       && (earlier_base_set == 0
740                           || alias_set_subset_of (0, earlier_base_set)))
741                   delete_dead_or_redundant_call (&gsi, "redundant");
742                 }
743               else
744                 gcc_unreachable ();
745             }
746         }
747     }
748 }
749
750 /* A helper of dse_optimize_stmt.
751    Given a GIMPLE_ASSIGN in STMT that writes to REF, classify it
752    according to downstream uses and defs.  Sets *BY_CLOBBER_P to true
753    if only clobber statements influenced the classification result.
754    Returns the classification.  */
755
756 dse_store_status
757 dse_classify_store (ao_ref *ref, gimple *stmt,
758                     bool byte_tracking_enabled, sbitmap live_bytes,
759                     bool *by_clobber_p, tree stop_at_vuse)
760 {
761   gimple *temp;
762   int cnt = 0;
763   auto_bitmap visited;
764
765   if (by_clobber_p)
766     *by_clobber_p = true;
767
768   /* Find the first dominated statement that clobbers (part of) the
769      memory stmt stores to with no intermediate statement that may use
770      part of the memory stmt stores.  That is, find a store that may
771      prove stmt to be a dead store.  */
772   temp = stmt;
773   do
774     {
775       gimple *use_stmt;
776       imm_use_iterator ui;
777       bool fail = false;
778       tree defvar;
779
780       if (gimple_code (temp) == GIMPLE_PHI)
781         {
782           /* If we visit this PHI by following a backedge then we have to
783              make sure ref->ref only refers to SSA names that are invariant
784              with respect to the loop represented by this PHI node.  */
785           if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, gimple_bb (stmt),
786                               gimple_bb (temp))
787               && !for_each_index (ref->ref ? &ref->ref : &ref->base,
788                                   check_name, gimple_bb (temp)))
789             return DSE_STORE_LIVE;
790           defvar = PHI_RESULT (temp);
791           bitmap_set_bit (visited, SSA_NAME_VERSION (defvar));
792         }
793       else
794         defvar = gimple_vdef (temp);
795
796       /* If we're instructed to stop walking at region boundary, do so.  */
797       if (defvar == stop_at_vuse)
798         return DSE_STORE_LIVE;
799
800       auto_vec<gimple *, 10> defs;
801       gimple *phi_def = NULL;
802       FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, ui, defvar)
803         {
804           /* Limit stmt walking.  */
805           if (++cnt > param_dse_max_alias_queries_per_store)
806             {
807               fail = true;
808               BREAK_FROM_IMM_USE_STMT (ui);
809             }
810
811           /* We have visited ourselves already so ignore STMT for the
812              purpose of chaining.  */
813           if (use_stmt == stmt)
814             ;
815           /* In simple cases we can look through PHI nodes, but we
816              have to be careful with loops and with memory references
817              containing operands that are also operands of PHI nodes.
818              See gcc.c-torture/execute/20051110-*.c.  */
819           else if (gimple_code (use_stmt) == GIMPLE_PHI)
820             {
821               /* If we already visited this PHI ignore it for further
822                  processing.  */
823               if (!bitmap_bit_p (visited,
824                                  SSA_NAME_VERSION (PHI_RESULT (use_stmt))))
825                 {
826                   defs.safe_push (use_stmt);
827                   phi_def = use_stmt;
828                 }
829             }
830           /* If the statement is a use the store is not dead.  */
831           else if (ref_maybe_used_by_stmt_p (use_stmt, ref))
832             {
833               /* Handle common cases where we can easily build an ao_ref
834                  structure for USE_STMT and in doing so we find that the
835                  references hit non-live bytes and thus can be ignored.  */
836               if (byte_tracking_enabled
837                   && is_gimple_assign (use_stmt))
838                 {
839                   ao_ref use_ref;
840                   ao_ref_init (&use_ref, gimple_assign_rhs1 (use_stmt));
841                   if (valid_ao_ref_for_dse (&use_ref)
842                       && use_ref.base == ref->base
843                       && known_eq (use_ref.size, use_ref.max_size)
844                       && !live_bytes_read (use_ref, ref, live_bytes))
845                     {
846                       /* If this is a store, remember it as we possibly
847                          need to walk the defs uses.  */
848                       if (gimple_vdef (use_stmt))
849                         defs.safe_push (use_stmt);
850                       continue;
851                     }
852                 }
853
854               fail = true;
855               BREAK_FROM_IMM_USE_STMT (ui);
856             }
857           /* If this is a store, remember it as we possibly need to walk the
858              defs uses.  */
859           else if (gimple_vdef (use_stmt))
860             defs.safe_push (use_stmt);
861         }
862
863       if (fail)
864         {
865           /* STMT might be partially dead and we may be able to reduce
866              how many memory locations it stores into.  */
867           if (byte_tracking_enabled && !gimple_clobber_p (stmt))
868             return DSE_STORE_MAYBE_PARTIAL_DEAD;
869           return DSE_STORE_LIVE;
870         }
871
872       /* If we didn't find any definition this means the store is dead
873          if it isn't a store to global reachable memory.  In this case
874          just pretend the stmt makes itself dead.  Otherwise fail.  */
875       if (defs.is_empty ())
876         {
877           if (ref_may_alias_global_p (ref))
878             return DSE_STORE_LIVE;
879
880           if (by_clobber_p)
881             *by_clobber_p = false;
882           return DSE_STORE_DEAD;
883         }
884
885       /* Process defs and remove those we need not process further.  */
886       for (unsigned i = 0; i < defs.length ();)
887         {
888           gimple *def = defs[i];
889           gimple *use_stmt;
890           use_operand_p use_p;
891           /* If the path to check starts with a kill we do not need to
892              process it further.
893              ???  With byte tracking we need only kill the bytes currently
894              live.  */
895           if (stmt_kills_ref_p (def, ref))
896             {
897               if (by_clobber_p && !gimple_clobber_p (def))
898                 *by_clobber_p = false;
899               defs.unordered_remove (i);
900             }
901           /* In addition to kills we can remove defs whose only use
902              is another def in defs.  That can only ever be PHIs of which
903              we track a single for simplicity reasons (we fail for multiple
904              PHIs anyways).  We can also ignore defs that feed only into
905              already visited PHIs.  */
906           else if (gimple_code (def) != GIMPLE_PHI
907                    && single_imm_use (gimple_vdef (def), &use_p, &use_stmt)
908                    && (use_stmt == phi_def
909                        || (gimple_code (use_stmt) == GIMPLE_PHI
910                            && bitmap_bit_p (visited,
911                                             SSA_NAME_VERSION
912                                               (PHI_RESULT (use_stmt))))))
913             defs.unordered_remove (i);
914           else
915             ++i;
916         }
917
918       /* If all defs kill the ref we are done.  */
919       if (defs.is_empty ())
920         return DSE_STORE_DEAD;
921       /* If more than one def survives fail.  */
922       if (defs.length () > 1)
923         {
924           /* STMT might be partially dead and we may be able to reduce
925              how many memory locations it stores into.  */
926           if (byte_tracking_enabled && !gimple_clobber_p (stmt))
927             return DSE_STORE_MAYBE_PARTIAL_DEAD;
928           return DSE_STORE_LIVE;
929         }
930       temp = defs[0];
931
932       /* Track partial kills.  */
933       if (byte_tracking_enabled)
934         {
935           clear_bytes_written_by (live_bytes, temp, ref);
936           if (bitmap_empty_p (live_bytes))
937             {
938               if (by_clobber_p && !gimple_clobber_p (temp))
939                 *by_clobber_p = false;
940               return DSE_STORE_DEAD;
941             }
942         }
943     }
944   /* Continue walking until there are no more live bytes.  */
945   while (1);
946 }
947
948
949 class dse_dom_walker : public dom_walker
950 {
951 public:
952   dse_dom_walker (cdi_direction direction)
953     : dom_walker (direction),
954     m_live_bytes (param_dse_max_object_size),
955     m_byte_tracking_enabled (false) {}
956
957   virtual edge before_dom_children (basic_block);
958
959 private:
960   auto_sbitmap m_live_bytes;
961   bool m_byte_tracking_enabled;
962   void dse_optimize_stmt (gimple_stmt_iterator *);
963 };
964
965 /* Delete a dead call at GSI, which is mem* call of some kind.  */
966 static void
967 delete_dead_or_redundant_call (gimple_stmt_iterator *gsi, const char *type)
968 {
969   gimple *stmt = gsi_stmt (*gsi);
970   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
971     {
972       fprintf (dump_file, "  Deleted %s call: ", type);
973       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
974       fprintf (dump_file, "\n");
975     }
976
977   tree lhs = gimple_call_lhs (stmt);
978   if (lhs)
979     {
980       tree ptr = gimple_call_arg (stmt, 0);
981       gimple *new_stmt = gimple_build_assign (lhs, ptr);
982       unlink_stmt_vdef (stmt);
983       if (gsi_replace (gsi, new_stmt, true))
984         bitmap_set_bit (need_eh_cleanup, gimple_bb (stmt)->index);
985     }
986   else
987     {
988       /* Then we need to fix the operand of the consuming stmt.  */
989       unlink_stmt_vdef (stmt);
990
991       /* Remove the dead store.  */
992       if (gsi_remove (gsi, true))
993         bitmap_set_bit (need_eh_cleanup, gimple_bb (stmt)->index);
994       release_defs (stmt);
995     }
996 }
997
998 /* Delete a dead store at GSI, which is a gimple assignment. */
999
1000 void
1001 delete_dead_or_redundant_assignment (gimple_stmt_iterator *gsi, const char *type,
1002                                      bitmap need_eh_cleanup)
1003 {
1004   gimple *stmt = gsi_stmt (*gsi);
1005   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1006     {
1007       fprintf (dump_file, "  Deleted %s store: ", type);
1008       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
1009       fprintf (dump_file, "\n");
1010     }
1011
1012   /* Then we need to fix the operand of the consuming stmt.  */
1013   unlink_stmt_vdef (stmt);
1014
1015   /* Remove the dead store.  */
1016   basic_block bb = gimple_bb (stmt);
1017   if (gsi_remove (gsi, true) && need_eh_cleanup)
1018     bitmap_set_bit (need_eh_cleanup, bb->index);
1019
1020   /* And release any SSA_NAMEs set in this statement back to the
1021      SSA_NAME manager.  */
1022   release_defs (stmt);
1023 }
1024
1025 /* Attempt to eliminate dead stores in the statement referenced by BSI.
1026
1027    A dead store is a store into a memory location which will later be
1028    overwritten by another store without any intervening loads.  In this
1029    case the earlier store can be deleted.
1030
1031    In our SSA + virtual operand world we use immediate uses of virtual
1032    operands to detect dead stores.  If a store's virtual definition
1033    is used precisely once by a later store to the same location which
1034    post dominates the first store, then the first store is dead.  */
1035
1036 void
1037 dse_dom_walker::dse_optimize_stmt (gimple_stmt_iterator *gsi)
1038 {
1039   gimple *stmt = gsi_stmt (*gsi);
1040
1041   /* If this statement has no virtual defs, then there is nothing
1042      to do.  */
1043   if (!gimple_vdef (stmt))
1044     return;
1045
1046   /* Don't return early on *this_2(D) ={v} {CLOBBER}.  */
1047   if (gimple_has_volatile_ops (stmt)
1048       && (!gimple_clobber_p (stmt)
1049           || TREE_CODE (gimple_assign_lhs (stmt)) != MEM_REF))
1050     return;
1051
1052   ao_ref ref;
1053   if (!initialize_ao_ref_for_dse (stmt, &ref))
1054     return;
1055
1056   /* We know we have virtual definitions.  We can handle assignments and
1057      some builtin calls.  */
1058   if (gimple_call_builtin_p (stmt, BUILT_IN_NORMAL))
1059     {
1060       tree fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
1061       switch (DECL_FUNCTION_CODE (fndecl))
1062         {
1063         case BUILT_IN_MEMCPY:
1064         case BUILT_IN_MEMMOVE:
1065         case BUILT_IN_STRNCPY:
1066         case BUILT_IN_MEMSET:
1067         case BUILT_IN_MEMCPY_CHK:
1068         case BUILT_IN_MEMMOVE_CHK:
1069         case BUILT_IN_STRNCPY_CHK:
1070         case BUILT_IN_MEMSET_CHK:
1071           {
1072             /* Occasionally calls with an explicit length of zero
1073                show up in the IL.  It's pointless to do analysis
1074                on them, they're trivially dead.  */
1075             tree size = gimple_call_arg (stmt, 2);
1076             if (integer_zerop (size))
1077               {
1078                 delete_dead_or_redundant_call (gsi, "dead");
1079                 return;
1080               }
1081
1082             /* If this is a memset call that initializes an object
1083                to zero, it may be redundant with an earlier memset
1084                or empty CONSTRUCTOR of a larger object.  */
1085             if ((DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_MEMSET
1086                  || DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_MEMSET_CHK)
1087                 && integer_zerop (gimple_call_arg (stmt, 1)))
1088               dse_optimize_redundant_stores (stmt);
1089
1090             enum dse_store_status store_status;
1091             m_byte_tracking_enabled
1092               = setup_live_bytes_from_ref (&ref, m_live_bytes);
1093             store_status = dse_classify_store (&ref, stmt,
1094                                                m_byte_tracking_enabled,
1095                                                m_live_bytes);
1096             if (store_status == DSE_STORE_LIVE)
1097               return;
1098
1099             if (store_status == DSE_STORE_MAYBE_PARTIAL_DEAD)
1100               {
1101                 maybe_trim_memstar_call (&ref, m_live_bytes, stmt);
1102                 return;
1103               }
1104
1105             if (store_status == DSE_STORE_DEAD)
1106               delete_dead_or_redundant_call (gsi, "dead");
1107             return;
1108           }
1109
1110         case BUILT_IN_CALLOC:
1111           /* We already know the arguments are integer constants.  */
1112           dse_optimize_redundant_stores (stmt);
1113           return;
1114
1115         default:
1116           return;
1117         }
1118     }
1119
1120   if (is_gimple_assign (stmt))
1121     {
1122       bool by_clobber_p = false;
1123
1124       /* Check if this statement stores zero to a memory location,
1125          and if there is a subsequent store of zero to the same
1126          memory location.  If so, remove the subsequent store.  */
1127       if (gimple_assign_single_p (stmt)
1128           && initializer_zerop (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
1129         dse_optimize_redundant_stores (stmt);
1130
1131       /* Self-assignments are zombies.  */
1132       if (operand_equal_p (gimple_assign_rhs1 (stmt),
1133                            gimple_assign_lhs (stmt), 0))
1134         ;
1135       else
1136         {
1137           m_byte_tracking_enabled
1138             = setup_live_bytes_from_ref (&ref, m_live_bytes);
1139           enum dse_store_status store_status;
1140           store_status = dse_classify_store (&ref, stmt,
1141                                              m_byte_tracking_enabled,
1142                                              m_live_bytes, &by_clobber_p);
1143           if (store_status == DSE_STORE_LIVE)
1144             return;
1145
1146           if (store_status == DSE_STORE_MAYBE_PARTIAL_DEAD)
1147             {
1148               maybe_trim_partially_dead_store (&ref, m_live_bytes, stmt);
1149               return;
1150             }
1151         }
1152
1153       /* Now we know that use_stmt kills the LHS of stmt.  */
1154
1155       /* But only remove *this_2(D) ={v} {CLOBBER} if killed by
1156          another clobber stmt.  */
1157       if (gimple_clobber_p (stmt)
1158           && !by_clobber_p)
1159         return;
1160
1161       delete_dead_or_redundant_assignment (gsi, "dead", need_eh_cleanup);
1162     }
1163 }
1164
1165 edge
1166 dse_dom_walker::before_dom_children (basic_block bb)
1167 {
1168   gimple_stmt_iterator gsi;
1169
1170   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi);)
1171     {
1172       dse_optimize_stmt (&gsi);
1173       if (gsi_end_p (gsi))
1174         gsi = gsi_last_bb (bb);
1175       else
1176         gsi_prev (&gsi);
1177     }
1178   return NULL;
1179 }
1180
1181 namespace {
1182
1183 const pass_data pass_data_dse =
1184 {
1185   GIMPLE_PASS, /* type */
1186   "dse", /* name */
1187   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
1188   TV_TREE_DSE, /* tv_id */
1189   ( PROP_cfg | PROP_ssa ), /* properties_required */
1190   0, /* properties_provided */
1191   0, /* properties_destroyed */
1192   0, /* todo_flags_start */
1193   0, /* todo_flags_finish */
1194 };
1195
1196 class pass_dse : public gimple_opt_pass
1197 {
1198 public:
1199   pass_dse (gcc::context *ctxt)
1200     : gimple_opt_pass (pass_data_dse, ctxt)
1201   {}
1202
1203   /* opt_pass methods: */
1204   opt_pass * clone () { return new pass_dse (m_ctxt); }
1205   virtual bool gate (function *) { return flag_tree_dse != 0; }
1206   virtual unsigned int execute (function *);
1207
1208 }; // class pass_dse
1209
1210 unsigned int
1211 pass_dse::execute (function *fun)
1212 {
1213   need_eh_cleanup = BITMAP_ALLOC (NULL);
1214
1215   renumber_gimple_stmt_uids (cfun);
1216
1217   /* We might consider making this a property of each pass so that it
1218      can be [re]computed on an as-needed basis.  Particularly since
1219      this pass could be seen as an extension of DCE which needs post
1220      dominators.  */
1221   calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
1222   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1223
1224   /* Dead store elimination is fundamentally a walk of the post-dominator
1225      tree and a backwards walk of statements within each block.  */
1226   dse_dom_walker (CDI_POST_DOMINATORS).walk (fun->cfg->x_exit_block_ptr);
1227
1228   /* Removal of stores may make some EH edges dead.  Purge such edges from
1229      the CFG as needed.  */
1230   if (!bitmap_empty_p (need_eh_cleanup))
1231     {
1232       gimple_purge_all_dead_eh_edges (need_eh_cleanup);
1233       cleanup_tree_cfg ();
1234     }
1235
1236   BITMAP_FREE (need_eh_cleanup);
1237
1238   /* For now, just wipe the post-dominator information.  */
1239   free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
1240   return 0;
1241 }
1242
1243 } // anon namespace
1244
1245 gimple_opt_pass *
1246 make_pass_dse (gcc::context *ctxt)
1247 {
1248   return new pass_dse (ctxt);
1249 }