Update gcc-50 to SVN version 239798 (gcc-5-branch)
[dragonfly.git] / contrib / gcc-5.0 / gcc / gcse.c
1 /* Partial redundancy elimination / Hoisting for RTL.
2    Copyright (C) 1997-2015 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 /* TODO
21    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
22    - calc rough register pressure information and use the info to drive all
23      kinds of code motion (including code hoisting) in a unified way.
24 */
25
26 /* References searched while implementing this.
27
28    Compilers Principles, Techniques and Tools
29    Aho, Sethi, Ullman
30    Addison-Wesley, 1988
31
32    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
33    E. Morel, C. Renvoise
34    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
35
36    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
37    Frederick Chow
38    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
39
40    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
41    D.M. Dhamdhere
42    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
43
44    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
45    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
46    K-H Drechsler, M.P. Stadel
47    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
48
49    Practical Adaptation of the Global Optimization
50    Algorithm of Morel and Renvoise
51    D.M. Dhamdhere
52    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
53
54    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
55    Dependence Graph
56    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
57    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
58
59    Lazy Code Motion
60    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
61    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
62
63    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
64    Time for Reducible Flow Control
65    Thomas Ball
66    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
67    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
68
69    An Efficient Representation for Sparse Sets
70    Preston Briggs, Linda Torczon
71    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
72    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
73
74    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
75    K-H Drechsler, M.P. Stadel
76    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
77
78    Partial Dead Code Elimination
79    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
80    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
81
82    Effective Partial Redundancy Elimination
83    P. Briggs, K.D. Cooper
84    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
85
86    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
87    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
88    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
89
90    Optimal Code Motion: Theory and Practice
91    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
92    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
93
94    The power of assignment motion
95    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
96    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
97
98    Global code motion / global value numbering
99    C. Click
100    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
101
102    Value Driven Redundancy Elimination
103    L.T. Simpson
104    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
105
106    Value Numbering
107    L.T. Simpson
108    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
109
110    High Performance Compilers for Parallel Computing
111    Michael Wolfe
112    Addison-Wesley, 1996
113
114    Advanced Compiler Design and Implementation
115    Steven Muchnick
116    Morgan Kaufmann, 1997
117
118    Building an Optimizing Compiler
119    Robert Morgan
120    Digital Press, 1998
121
122    People wishing to speed up the code here should read:
123      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
124      B.G. Ryder, M.C. Paull
125      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
126
127      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
128      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
129      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
130
131    People wishing to do something different can find various possibilities
132    in the above papers and elsewhere.
133 */
134
135 #include "config.h"
136 #include "system.h"
137 #include "coretypes.h"
138 #include "tm.h"
139 #include "diagnostic-core.h"
140 #include "toplev.h"
141 #include "hard-reg-set.h"
142 #include "rtl.h"
143 #include "hash-set.h"
144 #include "machmode.h"
145 #include "vec.h"
146 #include "double-int.h"
147 #include "input.h"
148 #include "alias.h"
149 #include "symtab.h"
150 #include "wide-int.h"
151 #include "inchash.h"
152 #include "tree.h"
153 #include "tm_p.h"
154 #include "regs.h"
155 #include "ira.h"
156 #include "flags.h"
157 #include "insn-config.h"
158 #include "recog.h"
159 #include "predict.h"
160 #include "function.h"
161 #include "dominance.h"
162 #include "cfg.h"
163 #include "cfgrtl.h"
164 #include "cfganal.h"
165 #include "lcm.h"
166 #include "cfgcleanup.h"
167 #include "basic-block.h"
168 #include "hashtab.h"
169 #include "statistics.h"
170 #include "real.h"
171 #include "fixed-value.h"
172 #include "expmed.h"
173 #include "dojump.h"
174 #include "explow.h"
175 #include "calls.h"
176 #include "emit-rtl.h"
177 #include "varasm.h"
178 #include "stmt.h"
179 #include "expr.h"
180 #include "except.h"
181 #include "ggc.h"
182 #include "params.h"
183 #include "cselib.h"
184 #include "intl.h"
185 #include "obstack.h"
186 #include "tree-pass.h"
187 #include "hash-table.h"
188 #include "df.h"
189 #include "dbgcnt.h"
190 #include "target.h"
191 #include "gcse.h"
192 #include "gcse-common.h"
193
194 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
195    are a superset of those done by classic GCSE.
196
197    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
198    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
199    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
200    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
201    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
202    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
203
204    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
205    (set (pseudo-reg) (expression)).
206    Function want_to_gcse_p says what these are.
207
208    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
209    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
210    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
211    high part and a low part).
212
213    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
214    partially redundant).
215
216    **********************
217
218    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
219    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
220    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
221    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
222    the expense.
223
224    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
225    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
226    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
227    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
228
229    It was found doing copy propagation between each pass enables further
230    substitutions.
231
232    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
233    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
234    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
235    at the time when the study was conducted.
236
237    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
238    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
239
240    **********************
241
242    The steps for PRE are:
243
244    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
245
246    2) Perform the data flow analysis for PRE.
247
248    3) Delete the redundant instructions
249
250    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
251       redundant instructions fully redundant.
252
253    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
254       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
255
256    The deletion is done first so that when we do insertions we
257    know which pseudo reg to use.
258
259    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
260    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
261    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
262
263    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
264    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
265    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
266    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
267    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
268    each register in each block and thus can try to use an existing
269    register.  */
270 \f
271 /* GCSE global vars.  */
272
273 struct target_gcse default_target_gcse;
274 #if SWITCHABLE_TARGET
275 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
276 #endif
277
278 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
279 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
280
281 /* An obstack for our working variables.  */
282 static struct obstack gcse_obstack;
283
284 /* Hash table of expressions.  */
285
286 struct gcse_expr
287 {
288   /* The expression.  */
289   rtx expr;
290   /* Index in the available expression bitmaps.  */
291   int bitmap_index;
292   /* Next entry with the same hash.  */
293   struct gcse_expr *next_same_hash;
294   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
295      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
296      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
297      to the occurrence and the output is not used between the start of
298      the block and the occurrence.  */
299   struct gcse_occr *antic_occr;
300   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
301      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
302      basic block and the operands are not modified by following statements in
303      the basic block [including this insn].  */
304   struct gcse_occr *avail_occr;
305   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
306      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
307      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
308   rtx reaching_reg;
309   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
310      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
311      to keep register pressure under control.
312      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
313      travel.  */
314   int max_distance;
315 };
316
317 /* Occurrence of an expression.
318    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
319    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
320
321 struct gcse_occr
322 {
323   /* Next occurrence of this expression.  */
324   struct gcse_occr *next;
325   /* The insn that computes the expression.  */
326   rtx_insn *insn;
327   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
328   char deleted_p;
329   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
330      reaching_reg.  */
331   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
332      the same byte.  */
333   char copied_p;
334 };
335
336 typedef struct gcse_occr *occr_t;
337
338 /* Expression hash tables.
339    Each hash table is an array of buckets.
340    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
341    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
342    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
343    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
344    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
345    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
346
347 struct gcse_hash_table_d
348 {
349   /* The table itself.
350      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
351   struct gcse_expr **table;
352
353   /* Size of the hash table, in elements.  */
354   unsigned int size;
355
356   /* Number of hash table elements.  */
357   unsigned int n_elems;
358 };
359
360 /* Expression hash table.  */
361 static struct gcse_hash_table_d expr_hash_table;
362
363 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
364    or store motion.
365    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
366    i.e. loads and stores to a single location.
367    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
368    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
369    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
370    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
371
372 struct ls_expr
373 {
374   struct gcse_expr * expr;      /* Gcse expression reference for LM.  */
375   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
376   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
377   rtx_insn_list *loads;         /* INSN list of loads seen.  */
378   rtx_insn_list *stores;        /* INSN list of stores seen.  */
379   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
380   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
381   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
382   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
383   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
384 };
385
386 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
387 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
388
389 struct pre_ldst_expr_hasher : typed_noop_remove <ls_expr>
390 {
391   typedef ls_expr value_type;
392   typedef value_type compare_type;
393   static inline hashval_t hash (const value_type *);
394   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
395 };
396
397 /* Hashtable helpers.  */
398 inline hashval_t
399 pre_ldst_expr_hasher::hash (const value_type *x)
400 {
401   int do_not_record_p = 0;
402   return
403     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
404 }
405
406 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
407
408 inline bool
409 pre_ldst_expr_hasher::equal (const value_type *ptr1,
410                              const compare_type *ptr2)
411 {
412   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
413 }
414
415 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
416 static hash_table<pre_ldst_expr_hasher> *pre_ldst_table;
417
418 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
419    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
420    the start of the basic block.  */
421 static regset reg_set_bitmap;
422
423 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
424    memory within that block.  */
425 static vec<rtx_insn *> *modify_mem_list;
426 static bitmap modify_mem_list_set;
427
428 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
429    being set and their canonicalized memory addresses.  */
430 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
431
432 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
433    function calls.  */
434 static bitmap blocks_with_calls;
435
436 /* Various variables for statistics gathering.  */
437
438 /* Memory used in a pass.
439    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
440    to keep an eye on memory usage.  */
441 static int bytes_used;
442
443 /* GCSE substitutions made.  */
444 static int gcse_subst_count;
445 /* Number of copy instructions created.  */
446 static int gcse_create_count;
447 \f
448 /* Doing code hoisting.  */
449 static bool doing_code_hoisting_p = false;
450 \f
451 /* For available exprs */
452 static sbitmap *ae_kill;
453 \f
454 /* Data stored for each basic block.  */
455 struct bb_data
456 {
457   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
458      (defined only for the pressure classes).  */
459   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
460   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
461      an expression.  Will be used to restore the register pressure
462      if the expression should not be hoisted.  */
463   int old_pressure;
464   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
465      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
466      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
467      expression should not be hoisted.  */
468   bitmap live_in, backup;
469 };
470
471 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
472
473 static basic_block curr_bb;
474
475 /* Current register pressure for each pressure class.  */
476 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
477 \f
478
479 static void compute_can_copy (void);
480 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
481 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
482 static void *gcse_alloc (unsigned long);
483 static void alloc_gcse_mem (void);
484 static void free_gcse_mem (void);
485 static void hash_scan_insn (rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
486 static void hash_scan_set (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
487 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
488 static void hash_scan_call (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
489 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
490 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const rtx_insn *, int);
491 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const rtx_insn *);
492 static int oprs_available_p (const_rtx, const rtx_insn *);
493 static void insert_expr_in_table (rtx, machine_mode, rtx_insn *, int, int,
494                                   int, struct gcse_hash_table_d *);
495 static unsigned int hash_expr (const_rtx, machine_mode, int *, int);
496 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
497 static void record_last_mem_set_info (rtx_insn *);
498 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
499 static void compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
500 static void alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
501 static void free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
502 static void compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *);
503 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct gcse_hash_table_d *);
504 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
505                                       struct gcse_hash_table_d *);
506 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
507 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
508 static void alloc_pre_mem (int, int);
509 static void free_pre_mem (void);
510 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
511 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct gcse_expr *,
512                                     basic_block);
513 static void insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *, basic_block);
514 static void pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *, rtx_insn *);
515 static void pre_insert_copies (void);
516 static int pre_delete (void);
517 static int pre_gcse (struct edge_list *);
518 static int one_pre_gcse_pass (void);
519 static void add_label_notes (rtx, rtx);
520 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
521 static void free_code_hoist_mem (void);
522 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
523 static void compute_code_hoist_data (void);
524 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct gcse_expr *, basic_block,
525                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
526                                      int *, bitmap, rtx_insn *);
527 static int hoist_code (void);
528 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
529 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs);
530 static int one_code_hoisting_pass (void);
531 static rtx_insn *process_insert_insn (struct gcse_expr *);
532 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct gcse_expr **);
533 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct gcse_expr *,
534                                          basic_block, char *);
535 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
536 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
537 static void free_ld_motion_mems (void);
538 static void print_ldst_list (FILE *);
539 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
540 static int simple_mem (const_rtx);
541 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
542 static void compute_ld_motion_mems (void);
543 static void trim_ld_motion_mems (void);
544 static void update_ld_motion_stores (struct gcse_expr *);
545 static void clear_modify_mem_tables (void);
546 static void free_modify_mem_tables (void);
547 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx_insn *);
548 static bool is_too_expensive (const char *);
549
550 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
551 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
552
553 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
554 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
555
556 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
557 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
558
559 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
560 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
561 \f
562 /* Misc. utilities.  */
563
564 #define can_copy \
565   (this_target_gcse->x_can_copy)
566 #define can_copy_init_p \
567   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
568
569 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
570
571 static void
572 compute_can_copy (void)
573 {
574   int i;
575 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
576   rtx reg, insn;
577 #endif
578   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
579
580   start_sequence ();
581   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
582     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
583       {
584 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
585         can_copy[i] = 0;
586 #else
587         reg = gen_rtx_REG ((machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
588         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
589         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
590           can_copy[i] = 1;
591 #endif
592       }
593     else
594       can_copy[i] = 1;
595
596   end_sequence ();
597 }
598
599 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
600
601 bool
602 can_copy_p (machine_mode mode)
603 {
604   if (! can_copy_init_p)
605     {
606       compute_can_copy ();
607       can_copy_init_p = true;
608     }
609
610   return can_copy[mode] != 0;
611 }
612 \f
613 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
614
615 static void *
616 gmalloc (size_t size)
617 {
618   bytes_used += size;
619   return xmalloc (size);
620 }
621
622 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
623
624 static void *
625 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
626 {
627   bytes_used += nelem * elsize;
628   return xcalloc (nelem, elsize);
629 }
630
631 /* Cover function to obstack_alloc.  */
632
633 static void *
634 gcse_alloc (unsigned long size)
635 {
636   bytes_used += size;
637   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
638 }
639
640 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
641    This is called at the start of each pass.  */
642
643 static void
644 alloc_gcse_mem (void)
645 {
646   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
647   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
648
649   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
650      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
651      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
652   typedef vec<rtx_insn *> vec_rtx_heap;
653   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
654   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block_for_fn (cfun));
655   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap,
656                                     last_basic_block_for_fn (cfun));
657   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
658   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
659 }
660
661 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
662
663 static void
664 free_gcse_mem (void)
665 {
666   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
667
668   free_modify_mem_tables ();
669   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
670   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
671 }
672 \f
673 /* Compute the local properties of each recorded expression.
674
675    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
676    other blocks.
677
678    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
679    in the block.
680
681    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
682    at least once and expression would contain the same value if the
683    computation was moved to the end of the block.
684
685    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
686    least once and expression would contain the same value if the computation
687    was moved to the beginning of the block.
688
689    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
690    basically the same information and thus can easily share this code.
691
692    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
693    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
694    particular property.
695
696    TABLE controls which hash table to look at.  */
697
698 static void
699 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
700                           struct gcse_hash_table_d *table)
701 {
702   unsigned int i;
703
704   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
705   if (transp)
706     {
707       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block_for_fn (cfun));
708     }
709
710   if (comp)
711     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block_for_fn (cfun));
712   if (antloc)
713     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
714
715   for (i = 0; i < table->size; i++)
716     {
717       struct gcse_expr *expr;
718
719       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
720         {
721           int indx = expr->bitmap_index;
722           struct gcse_occr *occr;
723
724           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
725              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
726              then reset the bits for those that are.  */
727           if (transp)
728             compute_transp (expr->expr, indx, transp,
729                             blocks_with_calls,
730                             modify_mem_list_set,
731                             canon_modify_mem_list);
732
733           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
734              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
735           if (antloc)
736             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
737               {
738                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
739
740                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
741                    initialize this.  */
742                 occr->deleted_p = 0;
743               }
744
745           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
746              we want to set to nonzero in COMP.  */
747           if (comp)
748             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
749               {
750                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
751
752                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
753                    initialize this.  */
754                 occr->copied_p = 0;
755               }
756
757           /* While we're scanning the table, this is a good place to
758              initialize this.  */
759           expr->reaching_reg = 0;
760         }
761     }
762 }
763 \f
764 /* Hash table support.  */
765
766 struct reg_avail_info
767 {
768   basic_block last_bb;
769   int first_set;
770   int last_set;
771 };
772
773 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
774 static basic_block current_bb;
775
776 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
777    GCSE.  */
778
779 static int
780 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
781 {
782 #ifdef STACK_REGS
783   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
784      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
785      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
786   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
787     x = avoid_constant_pool_reference (x);
788 #endif
789
790   /* GCSE'ing constants:
791
792      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
793      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
794      the maximum distance simple expressions can travel.
795
796      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
797      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
798      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
799
800      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
801      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
802      in a way that allows reload rematerialize them under high register
803      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
804      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
805      spilling such constants under high register pressure instead of
806      rematerializing them.  */
807
808   switch (GET_CODE (x))
809     {
810     case REG:
811     case SUBREG:
812     case CALL:
813       return 0;
814
815     CASE_CONST_ANY:
816       if (!doing_code_hoisting_p)
817         /* Do not PRE constants.  */
818         return 0;
819
820       /* FALLTHRU */
821
822     default:
823       if (doing_code_hoisting_p)
824         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
825         {
826           int cost;
827           int max_distance;
828
829           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
830                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
831           cost = set_src_cost (x, 0);
832
833           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
834             {
835               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
836               if (max_distance == 0)
837                 return 0;
838
839               gcc_assert (max_distance > 0);
840             }
841           else
842             max_distance = 0;
843
844           if (max_distance_ptr)
845             *max_distance_ptr = max_distance;
846         }
847
848       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
849     }
850 }
851
852 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
853
854 static GTY(()) rtx_insn *test_insn;
855
856 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
857    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
858    side-effect.
859
860    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
861    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
862    has hidden side-effects we don't want to mess with.
863
864    This function is typically used by code motion passes, to verify
865    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
866    maybe live hard regs.  */
867
868 bool
869 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
870 {
871   int num_clobbers = 0;
872   int icode;
873   bool can_assign = false;
874
875   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
876   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
877     return 1;
878   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
879     return 0;
880
881   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
882      our test insn if we haven't already.  */
883   if (test_insn == 0)
884     {
885       test_insn
886         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
887                                       gen_rtx_REG (word_mode,
888                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
889                                       const0_rtx));
890       SET_NEXT_INSN (test_insn) = SET_PREV_INSN (test_insn) = 0;
891       INSN_LOCATION (test_insn) = UNKNOWN_LOCATION;
892     }
893
894   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
895      valid.  */
896   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
897   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
898
899   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
900
901   /* If the test insn is valid and doesn't need clobbers, and the target also
902      has no objections, we're good.  */
903   if (icode >= 0
904       && (num_clobbers == 0 || !added_clobbers_hard_reg_p (icode))
905       && ! (targetm.cannot_copy_insn_p
906             && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn)))
907     can_assign = true;
908
909   /* Make sure test_insn doesn't have any pointers into GC space.  */
910   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = NULL_RTX;
911
912   return can_assign;
913 }
914
915 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
916    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
917    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
918
919 static int
920 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn, int avail_p)
921 {
922   int i, j;
923   enum rtx_code code;
924   const char *fmt;
925
926   if (x == 0)
927     return 1;
928
929   code = GET_CODE (x);
930   switch (code)
931     {
932     case REG:
933       {
934         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
935
936         if (info->last_bb != current_bb)
937           return 1;
938         if (avail_p)
939           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
940         else
941           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
942       }
943
944     case MEM:
945       if (! flag_gcse_lm
946           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
947                                      x, avail_p))
948         return 0;
949       else
950         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
951
952     case PRE_DEC:
953     case PRE_INC:
954     case POST_DEC:
955     case POST_INC:
956     case PRE_MODIFY:
957     case POST_MODIFY:
958       return 0;
959
960     case PC:
961     case CC0: /*FIXME*/
962     case CONST:
963     CASE_CONST_ANY:
964     case SYMBOL_REF:
965     case LABEL_REF:
966     case ADDR_VEC:
967     case ADDR_DIFF_VEC:
968       return 1;
969
970     default:
971       break;
972     }
973
974   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
975     {
976       if (fmt[i] == 'e')
977         {
978           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
979              level, change it into iteration.  This function is called enough
980              to be worth it.  */
981           if (i == 0)
982             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
983
984           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
985             return 0;
986         }
987       else if (fmt[i] == 'E')
988         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
989           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
990             return 0;
991     }
992
993   return 1;
994 }
995
996 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
997
998 struct mem_conflict_info
999 {
1000   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
1001      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
1002   const_rtx mem;
1003
1004   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
1005      references.  */
1006   bool conflict;
1007 };
1008
1009 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
1010    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
1011    information back through DATA.  */
1012
1013 static void
1014 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
1015                           void *data)
1016 {
1017   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
1018
1019   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1020          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1021          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1022     dest = XEXP (dest, 0);
1023
1024   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1025      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1026      elsewhere.  */
1027   if (! MEM_P (dest))
1028     return;
1029
1030   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1031      don't mark as killed this time.  */
1032   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
1033     {
1034       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1035         mci->conflict = true;
1036       return;
1037     }
1038
1039   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1040     mci->conflict = true;
1041 }
1042
1043 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1044    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1045    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1046    before UID_LIMIT.
1047
1048    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1049    AVAIL_P to 0.  */
1050
1051 static int
1052 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1053                         int avail_p)
1054 {
1055   vec<rtx_insn *> list = modify_mem_list[bb->index];
1056   rtx_insn *setter;
1057   unsigned ix;
1058
1059   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1060   if (MEM_READONLY_P (x))
1061     return 0;
1062
1063   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1064     {
1065       struct mem_conflict_info mci;
1066
1067       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1068       if ((avail_p
1069            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1070           || (! avail_p
1071               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1072         continue;
1073
1074       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1075          to pure functions are never put on the list, so we need not
1076          worry about them.  */
1077       if (CALL_P (setter))
1078         return 1;
1079
1080       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1081          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1082       mci.mem = x;
1083       mci.conflict = false;
1084       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1085       if (mci.conflict)
1086         return 1;
1087     }
1088   return 0;
1089 }
1090
1091 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1092    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1093
1094 static int
1095 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1096 {
1097   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1098 }
1099
1100 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1101    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1102
1103 static int
1104 oprs_available_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1105 {
1106   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1107 }
1108
1109 /* Hash expression X.
1110
1111    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1112    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1113    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1114    the current size of the hash table to be probed.  */
1115
1116 static unsigned int
1117 hash_expr (const_rtx x, machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1118            int hash_table_size)
1119 {
1120   unsigned int hash;
1121
1122   *do_not_record_p = 0;
1123
1124   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1125   return hash % hash_table_size;
1126 }
1127
1128 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1129
1130 static int
1131 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1132 {
1133   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1134 }
1135
1136 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1137    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1138    basic block.
1139
1140    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1141    It is only used if X is a CONST_INT.
1142
1143    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1144    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1145
1146    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1147    be moved.  */
1148
1149 static void
1150 insert_expr_in_table (rtx x, machine_mode mode, rtx_insn *insn,
1151                       int antic_p,
1152                       int avail_p, int max_distance, struct gcse_hash_table_d *table)
1153 {
1154   int found, do_not_record_p;
1155   unsigned int hash;
1156   struct gcse_expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1157   struct gcse_occr *antic_occr, *avail_occr;
1158
1159   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1160
1161   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1162      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1163      to or can't handle.  */
1164   if (do_not_record_p)
1165     return;
1166
1167   cur_expr = table->table[hash];
1168   found = 0;
1169
1170   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1171     {
1172       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1173          the list.  */
1174       last_expr = cur_expr;
1175       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1176     }
1177
1178   if (! found)
1179     {
1180       cur_expr = GOBNEW (struct gcse_expr);
1181       bytes_used += sizeof (struct gcse_expr);
1182       if (table->table[hash] == NULL)
1183         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1184         table->table[hash] = cur_expr;
1185       else
1186         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1187         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1188
1189       /* Set the fields of the expr element.  */
1190       cur_expr->expr = x;
1191       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1192       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1193       cur_expr->antic_occr = NULL;
1194       cur_expr->avail_occr = NULL;
1195       gcc_assert (max_distance >= 0);
1196       cur_expr->max_distance = max_distance;
1197     }
1198   else
1199     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1200
1201   /* Now record the occurrence(s).  */
1202   if (antic_p)
1203     {
1204       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1205
1206       if (antic_occr
1207           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1208         antic_occr = NULL;
1209
1210       if (antic_occr)
1211         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1212            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1213            block and the block is scanned from start to end.  */
1214         ; /* nothing to do */
1215       else
1216         {
1217           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1218           antic_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1219           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1220           antic_occr->insn = insn;
1221           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1222           antic_occr->deleted_p = 0;
1223           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1224         }
1225     }
1226
1227   if (avail_p)
1228     {
1229       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1230
1231       if (avail_occr
1232           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1233         {
1234           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1235              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1236              the last one in the block and the block is scanned from start
1237              to end.  */
1238           avail_occr->insn = insn;
1239         }
1240       else
1241         {
1242           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1243           avail_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1244           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1245           avail_occr->insn = insn;
1246           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1247           avail_occr->deleted_p = 0;
1248           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1249         }
1250     }
1251 }
1252
1253 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1254
1255 static void
1256 hash_scan_set (rtx set, rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1257 {
1258   rtx src = SET_SRC (set);
1259   rtx dest = SET_DEST (set);
1260   rtx note;
1261
1262   if (GET_CODE (src) == CALL)
1263     hash_scan_call (src, insn, table);
1264
1265   else if (REG_P (dest))
1266     {
1267       unsigned int regno = REGNO (dest);
1268       int max_distance = 0;
1269
1270       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1271
1272          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1273          redundant constants, addresses or other expressions that are
1274          constructed with multiple instructions.
1275
1276          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1277          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1278          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1279          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1280          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1281          do more than one PRE GCSE pass.
1282
1283          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1284          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1285       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1286       if (note != 0
1287           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1288           && !REG_P (src)
1289           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1290         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1291
1292       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1293       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1294           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1295           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1296           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1297              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1298           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1299              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1300              can't do the same thing at the rtl level.  */
1301           && !can_throw_internal (insn)
1302           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1303           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1304           /* Don't CSE a nop.  */
1305           && ! set_noop_p (set)
1306           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1307              At this point this only function parameters should have
1308              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1309              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1310              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1311           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1312         {
1313           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1314              modified before this insn or if this is not the only SET in
1315              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1316              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1317              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1318           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1319                         && !multiple_sets (insn);
1320           /* An expression is not available if its operands are
1321              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1322              available if this is a branch, because we can't insert
1323              a set after the branch.  */
1324           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1325                          && ! JUMP_P (insn));
1326
1327           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1328                                 max_distance, table);
1329         }
1330     }
1331   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1332      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1333      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1334   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1335       {
1336         unsigned int regno = REGNO (src);
1337         int max_distance = 0;
1338
1339         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1340         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1341            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1342            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1343            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1344               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1345            && !can_throw_internal (insn)
1346            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1347            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1348            /* Don't CSE a nop.  */
1349            && ! set_noop_p (set)
1350            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1351               At this point this only function parameters should have
1352               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1353               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1354               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1355            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1356                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1357              {
1358                /* Stores are never anticipatable.  */
1359                int antic_p = 0;
1360                /* An expression is not available if its operands are
1361                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1362                   available if this is a branch, because we can't insert
1363                   a set after the branch.  */
1364                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1365                              && ! JUMP_P (insn);
1366
1367                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1368                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1369                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1370              }
1371       }
1372 }
1373
1374 static void
1375 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1376                    struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1377 {
1378   /* Currently nothing to do.  */
1379 }
1380
1381 static void
1382 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1383                 struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1384 {
1385   /* Currently nothing to do.  */
1386 }
1387
1388 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1389
1390 static void
1391 hash_scan_insn (rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1392 {
1393   rtx pat = PATTERN (insn);
1394   int i;
1395
1396   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1397      what's been modified.  */
1398
1399   if (GET_CODE (pat) == SET)
1400     hash_scan_set (pat, insn, table);
1401
1402   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1403     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1404
1405   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1406     hash_scan_call (pat, insn, table);
1407
1408   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1409     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1410       {
1411         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1412
1413         if (GET_CODE (x) == SET)
1414           hash_scan_set (x, insn, table);
1415         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1416           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1417         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1418           hash_scan_call (x, insn, table);
1419       }
1420 }
1421
1422 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1423
1424 static void
1425 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct gcse_hash_table_d *table)
1426 {
1427   int i;
1428   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1429   struct gcse_expr **flat_table;
1430   unsigned int *hash_val;
1431   struct gcse_expr *expr;
1432
1433   flat_table = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, table->n_elems);
1434   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1435
1436   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1437     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1438       {
1439         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1440         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1441       }
1442
1443   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1444            name, table->size, table->n_elems);
1445
1446   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1447     if (flat_table[i] != 0)
1448       {
1449         expr = flat_table[i];
1450         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1451                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1452         print_rtl (file, expr->expr);
1453         fprintf (file, "\n");
1454       }
1455
1456   fprintf (file, "\n");
1457
1458   free (flat_table);
1459   free (hash_val);
1460 }
1461
1462 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1463
1464    first_set records the first place in the block where the register
1465    is set and is used to compute "anticipatability".
1466
1467    last_set records the last place in the block where the register
1468    is set and is used to compute "availability".
1469
1470    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1471    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1472
1473 static void
1474 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1475 {
1476   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1477   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1478
1479   info->last_set = luid;
1480   if (info->last_bb != current_bb)
1481     {
1482       info->last_bb = current_bb;
1483       info->first_set = luid;
1484     }
1485 }
1486
1487 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1488    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1489    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1490
1491 static void
1492 record_last_mem_set_info (rtx_insn *insn)
1493 {
1494   if (! flag_gcse_lm)
1495     return;
1496
1497   record_last_mem_set_info_common (insn, modify_mem_list,
1498                                    canon_modify_mem_list,
1499                                    modify_mem_list_set,
1500                                    blocks_with_calls);
1501 }
1502
1503 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1504    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1505    the SET is taking place.  */
1506
1507 static void
1508 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1509 {
1510   rtx_insn *last_set_insn = (rtx_insn *) data;
1511
1512   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1513     dest = SUBREG_REG (dest);
1514
1515   if (REG_P (dest))
1516     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1517   else if (MEM_P (dest)
1518            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1519            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1520     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1521 }
1522
1523 /* Top level function to create an expression hash table.
1524
1525    Expression entries are placed in the hash table if
1526    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1527    - src is something we want to perform GCSE on,
1528    - none of the operands are subsequently modified in the block
1529
1530    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1531
1532    TABLE is the table computed.  */
1533
1534 static void
1535 compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *table)
1536 {
1537   int i;
1538
1539   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1540   clear_modify_mem_tables ();
1541   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1542   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1543
1544   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1545     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1546
1547   FOR_EACH_BB_FN (current_bb, cfun)
1548     {
1549       rtx_insn *insn;
1550       unsigned int regno;
1551
1552       /* First pass over the instructions records information used to
1553          determine when registers and memory are first and last set.  */
1554       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1555         {
1556           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1557             continue;
1558
1559           if (CALL_P (insn))
1560             {
1561               hard_reg_set_iterator hrsi;
1562               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1563                                               0, regno, hrsi)
1564                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1565
1566               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1567                 record_last_mem_set_info (insn);
1568             }
1569
1570           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1571         }
1572
1573       /* The next pass builds the hash table.  */
1574       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1575         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1576           hash_scan_insn (insn, table);
1577     }
1578
1579   free (reg_avail_info);
1580   reg_avail_info = NULL;
1581 }
1582
1583 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1584    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1585
1586 static void
1587 alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1588 {
1589   int n;
1590
1591   n = get_max_insn_count ();
1592
1593   table->size = n / 4;
1594   if (table->size < 11)
1595     table->size = 11;
1596
1597   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1598      Making it an odd number is simplest for now.
1599      ??? Later take some measurements.  */
1600   table->size |= 1;
1601   n = table->size * sizeof (struct gcse_expr *);
1602   table->table = GNEWVAR (struct gcse_expr *, n);
1603 }
1604
1605 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1606
1607 static void
1608 free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1609 {
1610   free (table->table);
1611 }
1612
1613 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1614
1615 static void
1616 compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1617 {
1618   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1619   table->n_elems = 0;
1620   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct gcse_expr *));
1621
1622   compute_hash_table_work (table);
1623 }
1624 \f
1625 /* Expression tracking support.  */
1626
1627 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1628 static void
1629 clear_modify_mem_tables (void)
1630 {
1631   unsigned i;
1632   bitmap_iterator bi;
1633
1634   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1635     {
1636       modify_mem_list[i].release ();
1637       canon_modify_mem_list[i].release ();
1638     }
1639   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1640   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1641 }
1642
1643 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1644
1645 static void
1646 free_modify_mem_tables (void)
1647 {
1648   clear_modify_mem_tables ();
1649   free (modify_mem_list);
1650   free (canon_modify_mem_list);
1651   modify_mem_list = 0;
1652   canon_modify_mem_list = 0;
1653 }
1654 \f
1655 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1656
1657 /* Local properties of expressions.  */
1658
1659 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1660 static sbitmap *transp;
1661
1662 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1663 static sbitmap *comp;
1664
1665 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1666 static sbitmap *antloc;
1667
1668 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1669    point.  */
1670 static sbitmap *pre_optimal;
1671
1672 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1673 static sbitmap *pre_redundant;
1674
1675 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1676 static sbitmap *pre_insert_map;
1677
1678 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1679 static sbitmap *pre_delete_map;
1680
1681 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1682
1683 static void
1684 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1685 {
1686   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1687   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1688   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1689
1690   pre_optimal = NULL;
1691   pre_redundant = NULL;
1692   pre_insert_map = NULL;
1693   pre_delete_map = NULL;
1694   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1695
1696   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1697 }
1698
1699 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1700
1701 static void
1702 free_pre_mem (void)
1703 {
1704   sbitmap_vector_free (transp);
1705   sbitmap_vector_free (comp);
1706
1707   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1708
1709   if (pre_optimal)
1710     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1711   if (pre_redundant)
1712     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1713   if (pre_insert_map)
1714     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1715   if (pre_delete_map)
1716     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1717
1718   transp = comp = NULL;
1719   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1720 }
1721
1722 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1723    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1724    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1725    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1726    can be clobbered by calls.  */
1727
1728 static void
1729 prune_expressions (bool pre_p)
1730 {
1731   sbitmap prune_exprs;
1732   struct gcse_expr *expr;
1733   unsigned int ui;
1734   basic_block bb;
1735
1736   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1737   bitmap_clear (prune_exprs);
1738   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1739     {
1740       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1741         {
1742           /* Note potentially trapping expressions.  */
1743           if (may_trap_p (expr->expr))
1744             {
1745               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1746               continue;
1747             }
1748
1749           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1750             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1751                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1752                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1753                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1754                constant memory references can be hoisted along abnormal
1755                edges.  */
1756             {
1757               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1758                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1759                 continue;
1760
1761               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1762                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1763                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1764                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1765                 continue;
1766
1767               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1768                  analysis to determine if this mem is actually killed
1769                  by this call.  */
1770
1771               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1772             }
1773         }
1774     }
1775
1776   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1777     {
1778       edge e;
1779       edge_iterator ei;
1780
1781       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1782          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1783          because we won't be able to properly place the instruction on
1784          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1785          This is fairly conservative.
1786
1787          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1788          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1789          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1790          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1791          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1792          be best to implement this check along the lines of
1793          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1794          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1795          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1796       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1797         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1798             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1799           {
1800             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1801                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1802             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1803                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1804             break;
1805           }
1806     }
1807
1808   sbitmap_free (prune_exprs);
1809 }
1810
1811 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1812    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1813    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1814    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1815    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1816
1817    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1818
1819 static void
1820 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1821 {
1822   sbitmap_iterator sbi;
1823   sbitmap prune_exprs;
1824
1825   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1826      expressions.  */
1827   unsigned int i, j;
1828
1829   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1830      number of times an expression can be removed as a result.  */
1831   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1832   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1833
1834   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1835      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1836      insertion/deletion sets.  */
1837   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1838   bitmap_clear (prune_exprs);
1839
1840   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1841      needs to be inserted.  */
1842   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1843     {
1844       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1845         insertions[j]++;
1846     }
1847
1848   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1849      edges.  */
1850   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
1851     {
1852       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1853         deletions[j]++;
1854     }
1855
1856   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1857      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1858      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1859      PRUNE_EXPRS.  */
1860   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
1861     if (deletions[j]
1862         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
1863       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
1864
1865   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
1866   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
1867     {
1868       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1869         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
1870
1871       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
1872         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
1873     }
1874
1875   sbitmap_free (prune_exprs);
1876   free (insertions);
1877   free (deletions);
1878 }
1879
1880 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
1881
1882 static struct edge_list *
1883 compute_pre_data (void)
1884 {
1885   struct edge_list *edge_list;
1886   basic_block bb;
1887
1888   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
1889   prune_expressions (true);
1890   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
1891
1892   /* Compute ae_kill for each basic block using:
1893
1894      ~(TRANSP | COMP)
1895   */
1896
1897   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1898     {
1899       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
1900       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
1901     }
1902
1903   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
1904                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
1905   sbitmap_vector_free (antloc);
1906   antloc = NULL;
1907   sbitmap_vector_free (ae_kill);
1908   ae_kill = NULL;
1909
1910   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
1911
1912   return edge_list;
1913 }
1914 \f
1915 /* PRE utilities */
1916
1917 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
1918    block BB.
1919
1920    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
1921    been visited.  It is NULL for the top-level call.
1922
1923    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
1924    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
1925    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
1926    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
1927    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
1928    the closest such expression.  */
1929
1930 static int
1931 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr,
1932                               basic_block bb, char *visited)
1933 {
1934   edge pred;
1935   edge_iterator ei;
1936
1937   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
1938     {
1939       basic_block pred_bb = pred->src;
1940
1941       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1942           /* Has predecessor has already been visited?  */
1943           || visited[pred_bb->index])
1944         ;/* Nothing to do.  */
1945
1946       /* Does this predecessor generate this expression?  */
1947       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
1948         {
1949           /* Is this the occurrence we're looking for?
1950              Note that there's only one generating occurrence per block
1951              so we just need to check the block number.  */
1952           if (occr_bb == pred_bb)
1953             return 1;
1954
1955           visited[pred_bb->index] = 1;
1956         }
1957       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
1958       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
1959         visited[pred_bb->index] = 1;
1960
1961       /* Neither gen nor kill.  */
1962       else
1963         {
1964           visited[pred_bb->index] = 1;
1965           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
1966             return 1;
1967         }
1968     }
1969
1970   /* All paths have been checked.  */
1971   return 0;
1972 }
1973
1974 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
1975    memory allocated for that function is returned.  */
1976
1977 static int
1978 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
1979 {
1980   int rval;
1981   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block_for_fn (cfun));
1982
1983   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
1984
1985   free (visited);
1986   return rval;
1987 }
1988 \f
1989 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
1990
1991 static rtx_insn *
1992 process_insert_insn (struct gcse_expr *expr)
1993 {
1994   rtx reg = expr->reaching_reg;
1995   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
1996   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
1997   rtx_insn *pat;
1998
1999   start_sequence ();
2000
2001   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2002      just copy it to a register.  */
2003   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2004     emit_move_insn (reg, exp);
2005
2006   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2007      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2008   else
2009     {
2010       rtx_insn *insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2011
2012       if (insn_invalid_p (insn, false))
2013         gcc_unreachable ();
2014     }
2015
2016   pat = get_insns ();
2017   end_sequence ();
2018
2019   return pat;
2020 }
2021
2022 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2023
2024    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2025
2026 static void
2027 insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
2028 {
2029   rtx_insn *insn = BB_END (bb);
2030   rtx_insn *new_insn;
2031   rtx reg = expr->reaching_reg;
2032   int regno = REGNO (reg);
2033   rtx_insn *pat, *pat_end;
2034
2035   pat = process_insert_insn (expr);
2036   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2037
2038   pat_end = pat;
2039   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2040     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2041
2042   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2043      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2044      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2045
2046   if (JUMP_P (insn)
2047       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2048           && (!single_succ_p (bb)
2049               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2050     {
2051 #ifdef HAVE_cc0
2052       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2053          if cc0 isn't set.  */
2054       rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2055       if (note)
2056         insn = safe_as_a <rtx_insn *> (XEXP (note, 0));
2057       else
2058         {
2059           rtx_insn *maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2060           if (maybe_cc0_setter
2061               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2062               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2063             insn = maybe_cc0_setter;
2064         }
2065 #endif
2066       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2067       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2068     }
2069
2070   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2071      of exception handling.  */
2072   else if (CALL_P (insn)
2073            && (!single_succ_p (bb)
2074                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2075     {
2076       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2077          in registers, we search backward and place the instructions before
2078          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2079          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2080
2081       /* Since different machines initialize their parameter registers
2082          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2083          parameter registers.  */
2084       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2085
2086       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2087          before the first parameter load.
2088
2089          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2090          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2091          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2092          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2093          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2094       while (LABEL_P (insn)
2095              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2096         insn = NEXT_INSN (insn);
2097
2098       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2099     }
2100   else
2101     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2102
2103   while (1)
2104     {
2105       if (INSN_P (pat))
2106         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2107       if (pat == pat_end)
2108         break;
2109       pat = NEXT_INSN (pat);
2110     }
2111
2112   gcse_create_count++;
2113
2114   if (dump_file)
2115     {
2116       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2117                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2118       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2119                expr->bitmap_index, regno);
2120     }
2121 }
2122
2123 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2124    the expressions fully redundant.  */
2125
2126 static int
2127 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct gcse_expr **index_map)
2128 {
2129   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2130   sbitmap *inserted;
2131
2132   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2133      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2134
2135   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2136   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2137   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2138   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2139
2140   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2141     {
2142       int indx;
2143       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2144
2145       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2146         {
2147           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2148
2149           for (j = indx;
2150                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2151                j++, insert >>= 1)
2152             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2153               {
2154                 struct gcse_expr *expr = index_map[j];
2155                 struct gcse_occr *occr;
2156
2157                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2158                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2159                   {
2160                     if (! occr->deleted_p)
2161                       continue;
2162
2163                     /* Insert this expression on this edge if it would
2164                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2165                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2166                       {
2167                         rtx_insn *insn;
2168                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2169
2170                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2171                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2172                            the previous block. There are several alternatives
2173                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2174                            handling this situation.  This one is easiest for
2175                            now.  */
2176
2177                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2178                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2179                         else
2180                           {
2181                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2182                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2183                           }
2184
2185                         if (dump_file)
2186                           {
2187                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2188                                      bb->index,
2189                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2190                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2191                                      expr->bitmap_index);
2192                           }
2193
2194                         update_ld_motion_stores (expr);
2195                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2196                         did_insert = 1;
2197                         gcse_create_count++;
2198                       }
2199                   }
2200               }
2201         }
2202     }
2203
2204   sbitmap_vector_free (inserted);
2205   return did_insert;
2206 }
2207
2208 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2209    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2210      reaching_reg <- old_reg
2211    it's better to do the following:
2212      reaching_reg <- expr
2213      old_reg      <- reaching_reg
2214    because this way copy propagation can discover additional PRE
2215    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2216    When "expr" is a store, i.e.
2217    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2218      reaching_reg <- old_reg
2219    it's better to add it before as follows:
2220      reaching_reg <- old_reg
2221      MEM          <- reaching_reg.  */
2222
2223 static void
2224 pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *expr, rtx_insn *insn)
2225 {
2226   rtx reg = expr->reaching_reg;
2227   int regno = REGNO (reg);
2228   int indx = expr->bitmap_index;
2229   rtx pat = PATTERN (insn);
2230   rtx set, first_set, new_insn;
2231   rtx old_reg;
2232   int i;
2233
2234   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2235   switch (GET_CODE (pat))
2236     {
2237     case SET:
2238       set = pat;
2239       break;
2240
2241     case PARALLEL:
2242       /* Search through the parallel looking for the set whose
2243          source was the expression that we're interested in.  */
2244       first_set = NULL_RTX;
2245       set = NULL_RTX;
2246       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2247         {
2248           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2249           if (GET_CODE (x) == SET)
2250             {
2251               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2252                  may not find an equivalent expression, but in this
2253                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2254               if (first_set == NULL_RTX)
2255                 first_set = x;
2256               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2257                 {
2258                   set = x;
2259                   break;
2260                 }
2261             }
2262         }
2263
2264       gcc_assert (first_set);
2265       if (set == NULL_RTX)
2266         set = first_set;
2267       break;
2268
2269     default:
2270       gcc_unreachable ();
2271     }
2272
2273   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2274     {
2275       old_reg = SET_DEST (set);
2276       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2277       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2278         {
2279           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2280           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2281         }
2282       else
2283         {
2284           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2285           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2286         }
2287     }
2288   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2289     {
2290       old_reg = SET_SRC (set);
2291       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2292
2293       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2294       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2295         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2296       else
2297         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2298     }
2299
2300   gcse_create_count++;
2301
2302   if (dump_file)
2303     fprintf (dump_file,
2304              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2305               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2306               INSN_UID (insn), regno);
2307 }
2308
2309 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2310    to `reaching_reg'.  */
2311
2312 static void
2313 pre_insert_copies (void)
2314 {
2315   unsigned int i, added_copy;
2316   struct gcse_expr *expr;
2317   struct gcse_occr *occr;
2318   struct gcse_occr *avail;
2319
2320   /* For each available expression in the table, copy the result to
2321      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2322
2323      ??? The current algorithm is rather brute force.
2324      Need to do some profiling.  */
2325
2326   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2327     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2328       {
2329         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2330            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2331            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2332            deleted.  This test also avoids further processing if the
2333            expression wasn't deleted anywhere.  */
2334         if (expr->reaching_reg == NULL)
2335           continue;
2336
2337         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2338         added_copy = 0;
2339
2340         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2341           {
2342             if (! occr->deleted_p)
2343               continue;
2344
2345             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2346               {
2347                 rtx_insn *insn = avail->insn;
2348
2349                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2350                 if (avail->copied_p)
2351                   continue;
2352
2353                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2354                 if (insn->deleted ())
2355                   continue;
2356
2357                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2358                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2359                                                expr,
2360                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2361                   continue;
2362
2363                 added_copy = 1;
2364
2365                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2366                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2367                 avail->copied_p = 1;
2368               }
2369           }
2370
2371           if (added_copy)
2372             update_ld_motion_stores (expr);
2373       }
2374 }
2375
2376 struct set_data
2377 {
2378   rtx_insn *insn;
2379   const_rtx set;
2380   int nsets;
2381 };
2382
2383 /* Increment number of sets and record set in DATA.  */
2384
2385 static void
2386 record_set_data (rtx dest, const_rtx set, void *data)
2387 {
2388   struct set_data *s = (struct set_data *)data;
2389
2390   if (GET_CODE (set) == SET)
2391     {
2392       /* We allow insns having multiple sets, where all but one are
2393          dead as single set insns.  In the common case only a single
2394          set is present, so we want to avoid checking for REG_UNUSED
2395          notes unless necessary.  */
2396       if (s->nsets == 1
2397           && find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, SET_DEST (s->set))
2398           && !side_effects_p (s->set))
2399         s->nsets = 0;
2400
2401       if (!s->nsets)
2402         {
2403           /* Record this set.  */
2404           s->nsets += 1;
2405           s->set = set;
2406         }
2407       else if (!find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, dest)
2408                || side_effects_p (set))
2409         s->nsets += 1;
2410     }
2411 }
2412
2413 static const_rtx
2414 single_set_gcse (rtx_insn *insn)
2415 {
2416   struct set_data s;
2417   rtx pattern;
2418   
2419   gcc_assert (INSN_P (insn));
2420
2421   /* Optimize common case.  */
2422   pattern = PATTERN (insn);
2423   if (GET_CODE (pattern) == SET)
2424     return pattern;
2425
2426   s.insn = insn;
2427   s.nsets = 0;
2428   note_stores (pattern, record_set_data, &s);
2429
2430   /* Considered invariant insns have exactly one set.  */
2431   gcc_assert (s.nsets == 1);
2432   return s.set;
2433 }
2434
2435 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2436    in INSN.  */
2437
2438 static rtx
2439 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx_insn *insn)
2440 {
2441   rtx_insn *new_rtx;
2442   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
2443   rtx set2;
2444   rtx note;
2445   rtx eqv = NULL_RTX;
2446
2447   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2448      we've verified to be valid.  */
2449
2450   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2451
2452   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2453      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2454      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2455   set2 = single_set (new_rtx);
2456   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2457     return new_rtx;
2458   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2459     eqv = XEXP (note, 0);
2460   else if (! REG_P (dest)
2461            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2462     eqv = SET_SRC (set);
2463
2464   if (eqv != NULL_RTX)
2465     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2466
2467   return new_rtx;
2468 }
2469
2470 /* Delete redundant computations.
2471    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2472    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2473    to propagate the copy or eliminate it.
2474
2475    Return nonzero if a change is made.  */
2476
2477 static int
2478 pre_delete (void)
2479 {
2480   unsigned int i;
2481   int changed;
2482   struct gcse_expr *expr;
2483   struct gcse_occr *occr;
2484
2485   changed = 0;
2486   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2487     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2488       {
2489         int indx = expr->bitmap_index;
2490
2491         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2492         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2493           {
2494             rtx_insn *insn = occr->insn;
2495             rtx set;
2496             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2497
2498             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2499             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2500                 && (set = single_set (insn)) != 0
2501                 && dbg_cnt (pre_insn))
2502               {
2503                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2504                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2505                    the mode of the original destination pseudo.  */
2506                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2507                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2508
2509                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2510                 delete_insn (insn);
2511                 occr->deleted_p = 1;
2512                 changed = 1;
2513                 gcse_subst_count++;
2514
2515                 if (dump_file)
2516                   {
2517                     fprintf (dump_file,
2518                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2519                                INSN_UID (insn), indx);
2520                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2521                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2522                   }
2523               }
2524           }
2525       }
2526
2527   return changed;
2528 }
2529
2530 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2531    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2532    has been done.
2533
2534    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2535    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2536    Compiler Design and Implementation.
2537
2538    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2539    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2540    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2541    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2542    through the block.
2543
2544    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2545    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2546    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2547    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2548    redundancies.  */
2549
2550 static int
2551 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2552 {
2553   unsigned int i;
2554   int did_insert, changed;
2555   struct gcse_expr **index_map;
2556   struct gcse_expr *expr;
2557
2558   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2559      hash table entry.  */
2560
2561   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
2562   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2563     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2564       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2565
2566   /* Delete the redundant insns first so that
2567      - we know what register to use for the new insns and for the other
2568        ones with reaching expressions
2569      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2570
2571   changed = pre_delete ();
2572   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2573
2574   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2575      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2576   pre_insert_copies ();
2577   if (did_insert)
2578     {
2579       commit_edge_insertions ();
2580       changed = 1;
2581     }
2582
2583   free (index_map);
2584   return changed;
2585 }
2586
2587 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2588
2589    Return nonzero if a change was made.  */
2590
2591 static int
2592 one_pre_gcse_pass (void)
2593 {
2594   int changed = 0;
2595
2596   gcse_subst_count = 0;
2597   gcse_create_count = 0;
2598
2599   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2600   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2601       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2602     return 0;
2603
2604   /* We need alias.  */
2605   init_alias_analysis ();
2606
2607   bytes_used = 0;
2608   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2609   alloc_gcse_mem ();
2610
2611   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2612   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2613   if (flag_gcse_lm)
2614     compute_ld_motion_mems ();
2615
2616   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2617   if (flag_gcse_lm)
2618     trim_ld_motion_mems ();
2619   if (dump_file)
2620     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2621
2622   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2623     {
2624       struct edge_list *edge_list;
2625       alloc_pre_mem (last_basic_block_for_fn (cfun), expr_hash_table.n_elems);
2626       edge_list = compute_pre_data ();
2627       changed |= pre_gcse (edge_list);
2628       free_edge_list (edge_list);
2629       free_pre_mem ();
2630     }
2631
2632   if (flag_gcse_lm)
2633     free_ld_motion_mems ();
2634   remove_fake_exit_edges ();
2635   free_hash_table (&expr_hash_table);
2636
2637   free_gcse_mem ();
2638   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2639
2640   /* We are finished with alias.  */
2641   end_alias_analysis ();
2642
2643   if (dump_file)
2644     {
2645       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2646                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
2647                bytes_used);
2648       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2649                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2650     }
2651
2652   return changed;
2653 }
2654 \f
2655 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2656    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2657    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2658    that note, because the following loop optimization pass requires
2659    them.  */
2660
2661 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2662    then we would not need to do this here, because jump would add the
2663    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2664
2665 static void
2666 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2667 {
2668   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2669   int i, j;
2670   const char *fmt;
2671
2672   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2673     {
2674       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2675          avoid flow generating (slightly) worse code.
2676
2677          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2678          mark_jump_label for additional information).  */
2679
2680       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2681          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2682          notes.  */
2683       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2684       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, LABEL_REF_LABEL (x));
2685
2686       if (LABEL_P (LABEL_REF_LABEL (x)))
2687         LABEL_NUSES (LABEL_REF_LABEL (x))++;
2688
2689       return;
2690     }
2691
2692   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2693     {
2694       if (fmt[i] == 'e')
2695         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2696       else if (fmt[i] == 'E')
2697         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2698           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2699     }
2700 }
2701
2702 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2703
2704 /* Very busy expressions.  */
2705 static sbitmap *hoist_vbein;
2706 static sbitmap *hoist_vbeout;
2707
2708 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2709    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2710    more effective than the tail merging code in jump.c.
2711
2712    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2713    code hoisting.  It would be nice.  */
2714
2715 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2716
2717 static void
2718 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2719 {
2720   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2721   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2722   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2723
2724   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2725   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2726 }
2727
2728 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2729
2730 static void
2731 free_code_hoist_mem (void)
2732 {
2733   sbitmap_vector_free (antloc);
2734   sbitmap_vector_free (transp);
2735   sbitmap_vector_free (comp);
2736
2737   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2738   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2739
2740   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2741 }
2742
2743 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2744
2745    An expression is very busy if all paths from a given point
2746    compute the expression.  */
2747
2748 static void
2749 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2750 {
2751   int changed, passes;
2752   basic_block bb;
2753
2754   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block_for_fn (cfun));
2755   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block_for_fn (cfun));
2756
2757   passes = 0;
2758   changed = 1;
2759
2760   while (changed)
2761     {
2762       changed = 0;
2763
2764       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2765          the convergence.  */
2766       FOR_EACH_BB_REVERSE_FN (bb, cfun)
2767         {
2768           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2769             {
2770               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2771                                             hoist_vbein, bb);
2772
2773               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2774                  in BB and available at its end.  */
2775               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2776                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2777             }
2778
2779           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2780                                               antloc[bb->index],
2781                                               hoist_vbeout[bb->index],
2782                                               transp[bb->index]);
2783         }
2784
2785       passes++;
2786     }
2787
2788   if (dump_file)
2789     {
2790       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2791
2792       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2793         {
2794           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2795           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2796           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2797           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2798         }
2799     }
2800 }
2801
2802 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2803
2804 static void
2805 compute_code_hoist_data (void)
2806 {
2807   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2808   prune_expressions (false);
2809   compute_code_hoist_vbeinout ();
2810   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2811   if (dump_file)
2812     fprintf (dump_file, "\n");
2813 }
2814
2815 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2816    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2817    maintain live_in information if live range of register referred
2818    in FROM is shrunk.
2819    
2820    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2821    the number by which register pressure is decreased.
2822    
2823    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2824
2825 static int
2826 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx_insn *from)
2827 {
2828   rtx dreg;
2829   rtx_insn *insn;
2830   basic_block succ_bb;
2831   df_ref use, op_ref;
2832   edge succ;
2833   edge_iterator ei;
2834   int decreased_pressure = 0;
2835   int nregs;
2836   enum reg_class pressure_class;
2837
2838   FOR_EACH_INSN_USE (use, from)
2839     {
2840       dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
2841       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
2842          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
2843          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
2844       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
2845         {
2846           succ_bb = succ->dest;
2847           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2848             continue;
2849
2850           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
2851             break;
2852         }
2853       if (succ != NULL)
2854         continue;
2855
2856       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
2857       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
2858         {
2859           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
2860             continue;
2861
2862           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
2863           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
2864               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
2865             break;
2866         }
2867
2868       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
2869       /* Decrease register pressure and update live_in information for
2870          this block.  */
2871       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
2872         {
2873           decreased_pressure += nregs;
2874           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
2875           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
2876         }
2877     }
2878   return decreased_pressure;
2879 }
2880
2881 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
2882    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
2883    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
2884
2885    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
2886    hoisted up in flow graph.
2887
2888    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
2889    for each basic block.
2890
2891    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
2892    for storing EXPR.
2893
2894    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
2895    EXPR is hoisted.
2896
2897    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
2898
2899    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
2900    to me that the expression must either be computed or transparent in
2901    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
2902    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
2903    the expression wasn't a loop invariant.
2904
2905    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
2906    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
2907    paths.  */
2908
2909 static int
2910 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct gcse_expr *expr,
2911                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
2912                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
2913                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx_insn *from)
2914 {
2915   unsigned int i;
2916   edge pred;
2917   edge_iterator ei;
2918   sbitmap_iterator sbi;
2919   int visited_allocated_locally = 0;
2920   int decreased_pressure = 0;
2921
2922   if (flag_ira_hoist_pressure)
2923     {
2924       /* Record old information of basic block BB when it is visited
2925          at the first time.  */
2926       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
2927         {
2928           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
2929           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
2930           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
2931         }
2932       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
2933     }
2934   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
2935      is exhausted.  */
2936   if (distance > 0)
2937     {
2938       if (flag_ira_hoist_pressure)
2939         {
2940           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
2941           if (decreased_pressure > *nregs)
2942             distance += bb_size[bb->index];
2943           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
2944              of following conditions is satisfied:
2945
2946              1. The basic block has low register pressure.
2947              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
2948
2949              Constant expressions is handled conservatively, because
2950              hoisting constant expression aggressively results in worse
2951              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
2952              on ARM target, while it has no obvious effect on other
2953              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
2954           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
2955                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
2956                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
2957                        && decreased_pressure < *nregs))
2958             distance -= bb_size[bb->index];
2959         }
2960       else
2961         distance -= bb_size[bb->index];
2962
2963       if (distance <= 0)
2964         return 0;
2965     }
2966   else
2967     gcc_assert (distance == 0);
2968
2969   if (visited == NULL)
2970     {
2971       visited_allocated_locally = 1;
2972       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
2973       bitmap_clear (visited);
2974     }
2975
2976   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2977     {
2978       basic_block pred_bb = pred->src;
2979
2980       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2981         break;
2982       else if (pred_bb == expr_bb)
2983         continue;
2984       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
2985         continue;
2986       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2987         break;
2988       /* Not killed.  */
2989       else
2990         {
2991           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
2992           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
2993                                           visited, distance, bb_size,
2994                                           pressure_class, nregs,
2995                                           hoisted_bbs, from))
2996             break;
2997         }
2998     }
2999   if (visited_allocated_locally)
3000     {
3001       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
3002          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
3003       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
3004         {
3005           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
3006           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
3007           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
3008             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
3009         }
3010       sbitmap_free (visited);
3011     }
3012
3013   return (pred == NULL);
3014 }
3015 \f
3016 /* Find occurrence in BB.  */
3017
3018 static struct gcse_occr *
3019 find_occr_in_bb (struct gcse_occr *occr, basic_block bb)
3020 {
3021   /* Find the right occurrence of this expression.  */
3022   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
3023     occr = occr->next;
3024
3025   return occr;
3026 }
3027
3028 /* Actually perform code hoisting.
3029
3030    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
3031    expression along dominated path to a dominating basic block, like
3032    from b2/b3 to b1 as depicted below:
3033
3034           b1      ------
3035           /\         |
3036          /  \        |
3037         bx   by   distance
3038        /      \      |
3039       /        \     |
3040      b2        b3 ------
3041
3042    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3043    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3044    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3045    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3046    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3047    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3048    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3049    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3050    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3051
3052    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3053    hoist based on upper method.  The rationale is:
3054      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3055         facility.
3056      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3057         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3058         register pressure will be increased because of extended live
3059         range of output.  However, register pressure will be decreased
3060         if the live ranges of inputs are shrunk.
3061      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3062         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3063         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3064      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3065         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3066         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3067         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3068         pressure.
3069      5. Update register pressure information for basic blocks through
3070         which expression is hoisted.  */
3071
3072 static int
3073 hoist_code (void)
3074 {
3075   basic_block bb, dominated;
3076   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3077   unsigned int dom_tree_walk_index;
3078   vec<basic_block> domby;
3079   unsigned int i, j, k;
3080   struct gcse_expr **index_map;
3081   struct gcse_expr *expr;
3082   int *to_bb_head;
3083   int *bb_size;
3084   int changed = 0;
3085   struct bb_data *data;
3086   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3087   bitmap from_bbs;
3088   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3089   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3090   bitmap_iterator bi;
3091
3092   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3093      hash table entry.  */
3094
3095   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
3096   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3097     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3098       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3099
3100   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3101      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3102      data to restrict distance an expression can travel.  */
3103
3104   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3105   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block_for_fn (cfun));
3106
3107   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3108     {
3109       rtx_insn *insn;
3110       int to_head;
3111
3112       to_head = 0;
3113       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3114         {
3115           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3116              decision choices.  */
3117           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3118             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3119         }
3120
3121       bb_size[bb->index] = to_head;
3122     }
3123
3124   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs) == 1
3125               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
3126                   == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb));
3127
3128   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3129   if (flag_ira_hoist_pressure)
3130     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3131
3132   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3133                                             ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb);
3134
3135   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3136      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3137   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3138     {
3139       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3140
3141       if (domby.length () == 0)
3142         continue;
3143
3144       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3145          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3146       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3147         {
3148           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3149             {
3150               int nregs = 0;
3151               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3152               /* Current expression.  */
3153               struct gcse_expr *expr = index_map[i];
3154               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3155               int hoistable = 0;
3156               /* Occurrences reachable from BB.  */
3157               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3158               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3159                  note when we've inserted it.  */
3160               int insn_inserted_p;
3161               occr_t occr;
3162
3163               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3164                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3165               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3166                 {
3167                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3168
3169                   if (occr)
3170                     {
3171                       /* An occurrence might've been already deleted
3172                          while processing a dominator of BB.  */
3173                       if (!occr->deleted_p)
3174                         {
3175                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3176                           hoistable++;
3177                         }
3178                     }
3179                   else
3180                     hoistable++;
3181                 }
3182
3183               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3184                  we look at every block BB dominates to see if it
3185                  computes the expression.  */
3186               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3187                 {
3188                   int max_distance;
3189
3190                   /* Ignore self dominance.  */
3191                   if (bb == dominated)
3192                     continue;
3193                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3194                      the busy expression and whether or not moving that
3195                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3196                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3197                     continue;
3198
3199                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3200                   gcc_assert (occr);
3201
3202                   /* An occurrence might've been already deleted
3203                      while processing a dominator of BB.  */
3204                   if (occr->deleted_p)
3205                     continue;
3206                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3207
3208                   max_distance = expr->max_distance;
3209                   if (max_distance > 0)
3210                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3211                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3212                        only part of it.  */
3213                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3214                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3215
3216                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3217                                                                  &nregs);
3218
3219                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3220                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3221
3222                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3223                      from a dominated block into BB.  */
3224                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3225                                                 max_distance, bb_size,
3226                                                 pressure_class, &nregs,
3227                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3228                     {
3229                       hoistable++;
3230                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3231                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3232                     }
3233                 }
3234
3235               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3236                  expression, then note it in the vector of expressions to
3237                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3238                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3239                  allocation.  One could increase this value to try harder
3240                  to avoid any possible code expansion due to register
3241                  allocation issues; however experiments have shown that
3242                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3243                  from two successors, so raising this threshold is likely
3244                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3245               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3246                 {
3247                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3248                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3249                      time looking for LCA in this case.  */
3250                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3251                     {
3252                       basic_block lca;
3253
3254                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3255                                                               from_bbs);
3256                       if (lca != bb)
3257                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3258                            LCA.  */
3259                         occrs_to_hoist.release ();
3260                     }
3261                 }
3262               else
3263                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3264                 occrs_to_hoist.release ();
3265
3266               if (flag_ira_hoist_pressure
3267                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3268                 {
3269                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3270                      expr is hoisted because of extended live range of
3271                      output.  */
3272                   data = BB_DATA (bb);
3273                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3274                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3275                     {
3276                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3277                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3278                     }
3279                 }
3280               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3281                 {
3282                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3283                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3284                      hoisted.  */
3285                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3286                     {
3287                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3288                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3289                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3290                           = data->old_pressure;
3291                     }
3292                 }
3293
3294               if (flag_ira_hoist_pressure)
3295                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3296
3297               insn_inserted_p = 0;
3298
3299               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3300                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3301               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3302                 {
3303                   rtx_insn *insn;
3304                   const_rtx set;
3305
3306                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3307
3308                   insn = occr->insn;
3309                   set = single_set_gcse (insn);
3310
3311                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3312                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3313                      from the mode of the original destination pseudo.
3314
3315                      It is important to use new pseudos whenever we
3316                      emit a set.  This will allow reload to use
3317                      rematerialization for such registers.  */
3318                   if (!insn_inserted_p)
3319                     expr->reaching_reg
3320                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3321
3322                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3323                                         insn);
3324                   delete_insn (insn);
3325                   occr->deleted_p = 1;
3326                   changed = 1;
3327                   gcse_subst_count++;
3328
3329                   if (!insn_inserted_p)
3330                     {
3331                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3332                       insn_inserted_p = 1;
3333                     }
3334                 }
3335
3336               occrs_to_hoist.release ();
3337               bitmap_clear (from_bbs);
3338             }
3339         }
3340       domby.release ();
3341     }
3342
3343   dom_tree_walk.release ();
3344   BITMAP_FREE (from_bbs);
3345   if (flag_ira_hoist_pressure)
3346     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3347
3348   free (bb_size);
3349   free (to_bb_head);
3350   free (index_map);
3351
3352   return changed;
3353 }
3354
3355 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3356    *NREGS) of register REGNO.  */
3357 static enum reg_class
3358 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3359 {
3360   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3361     {
3362       enum reg_class pressure_class;
3363
3364       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3365       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3366       *nregs
3367         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3368       return pressure_class;
3369     }
3370   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3371            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3372     {
3373       *nregs = 1;
3374       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3375     }
3376   else
3377     {
3378       *nregs = 0;
3379       return NO_REGS;
3380     }
3381 }
3382
3383 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3384    for destination of INSN. */
3385 static enum reg_class
3386 get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs)
3387 {
3388   rtx reg;
3389   enum reg_class pressure_class;
3390   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
3391
3392   reg = SET_DEST (set);
3393   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3394     reg = SUBREG_REG (reg);
3395   if (MEM_P (reg))
3396     {
3397       *nregs = 0;
3398       pressure_class = NO_REGS;
3399     }
3400   else
3401     {
3402       gcc_assert (REG_P (reg));
3403       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3404       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3405       *nregs
3406         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3407     }
3408   return pressure_class;
3409 }
3410
3411 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3412    register REGNO.  */
3413 static void
3414 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3415 {
3416   int nregs;
3417   enum reg_class pressure_class;
3418
3419   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3420   if (! incr_p)
3421     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3422   else
3423     {
3424       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3425       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3426           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3427         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3428           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3429     }
3430 }
3431
3432 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3433    from last to first.  */
3434 static void
3435 calculate_bb_reg_pressure (void)
3436 {
3437   int i;
3438   unsigned int j;
3439   rtx_insn *insn;
3440   basic_block bb;
3441   bitmap curr_regs_live;
3442   bitmap_iterator bi;
3443
3444
3445   ira_setup_eliminable_regset ();
3446   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3447   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3448     {
3449       curr_bb = bb;
3450       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3451       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3452       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3453       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3454       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3455         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3456       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3457         change_pressure (j, true);
3458
3459       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3460         {
3461           rtx dreg;
3462           int regno;
3463           df_ref def, use;
3464
3465           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3466             continue;
3467
3468           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
3469             {
3470               dreg = DF_REF_REAL_REG (def);
3471               gcc_assert (REG_P (dreg));
3472               regno = REGNO (dreg);
3473               if (!(DF_REF_FLAGS (def)
3474                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3475                 {
3476                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3477                     change_pressure (regno, false);
3478                 }
3479             }
3480
3481           FOR_EACH_INSN_USE (use, insn)
3482             {
3483               dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
3484               gcc_assert (REG_P (dreg));
3485               regno = REGNO (dreg);
3486               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3487                 change_pressure (regno, true);
3488             }
3489         }
3490     }
3491   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3492
3493   if (dump_file == NULL)
3494     return;
3495
3496   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3497   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3498     {
3499       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3500       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3501         {
3502           enum reg_class pressure_class;
3503
3504           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3505           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3506             continue;
3507
3508           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3509                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3510         }
3511     }
3512   fprintf (dump_file, "\n");
3513 }
3514
3515 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3516
3517    Return nonzero if a change was made.  */
3518
3519 static int
3520 one_code_hoisting_pass (void)
3521 {
3522   int changed = 0;
3523
3524   gcse_subst_count = 0;
3525   gcse_create_count = 0;
3526
3527   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3528   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3529       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3530     return 0;
3531
3532   doing_code_hoisting_p = true;
3533
3534   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3535   if (flag_ira_hoist_pressure)
3536     {
3537       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3538       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3539       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3540       calculate_bb_reg_pressure ();
3541       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3542     }
3543
3544   /* We need alias.  */
3545   init_alias_analysis ();
3546
3547   bytes_used = 0;
3548   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3549   alloc_gcse_mem ();
3550
3551   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3552   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3553   if (dump_file)
3554     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3555
3556   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3557     {
3558       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block_for_fn (cfun),
3559                             expr_hash_table.n_elems);
3560       compute_code_hoist_data ();
3561       changed = hoist_code ();
3562       free_code_hoist_mem ();
3563     }
3564
3565   if (flag_ira_hoist_pressure)
3566     {
3567       free_aux_for_blocks ();
3568       free_reg_info ();
3569     }
3570   free_hash_table (&expr_hash_table);
3571   free_gcse_mem ();
3572   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3573
3574   /* We are finished with alias.  */
3575   end_alias_analysis ();
3576
3577   if (dump_file)
3578     {
3579       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3580                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3581                bytes_used);
3582       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3583                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3584     }
3585
3586   doing_code_hoisting_p = false;
3587
3588   return changed;
3589 }
3590 \f
3591 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3592     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3593     move a load when it is killed only by a store to itself.
3594
3595             int i;
3596             float a[10];
3597
3598             void foo(float scale)
3599             {
3600               for (i=0; i<10; i++)
3601                 a[i] *= scale;
3602             }
3603
3604     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3605     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3606     of the loop.
3607
3608       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3609     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3610     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3611
3612       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3613     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3614     in the loop.  */
3615
3616 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3617    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3618
3619 static struct ls_expr *
3620 ldst_entry (rtx x)
3621 {
3622   int do_not_record_p = 0;
3623   struct ls_expr * ptr;
3624   unsigned int hash;
3625   ls_expr **slot;
3626   struct ls_expr e;
3627
3628   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3629                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3630
3631   e.pattern = x;
3632   slot = pre_ldst_table->find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3633   if (*slot)
3634     return *slot;
3635
3636   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3637
3638   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3639   ptr->expr         = NULL;
3640   ptr->pattern      = x;
3641   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3642   ptr->loads        = NULL;
3643   ptr->stores       = NULL;
3644   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3645   ptr->invalid      = 0;
3646   ptr->index        = 0;
3647   ptr->hash_index   = hash;
3648   pre_ldst_mems     = ptr;
3649   *slot = ptr;
3650
3651   return ptr;
3652 }
3653
3654 /* Free up an individual ldst entry.  */
3655
3656 static void
3657 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3658 {
3659   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3660   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3661
3662   free (ptr);
3663 }
3664
3665 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3666
3667 static void
3668 free_ld_motion_mems (void)
3669 {
3670   delete pre_ldst_table;
3671   pre_ldst_table = NULL;
3672
3673   while (pre_ldst_mems)
3674     {
3675       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3676
3677       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3678
3679       free_ldst_entry (tmp);
3680     }
3681
3682   pre_ldst_mems = NULL;
3683 }
3684
3685 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3686
3687 static void
3688 print_ldst_list (FILE * file)
3689 {
3690   struct ls_expr * ptr;
3691
3692   fprintf (file, "LDST list: \n");
3693
3694   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3695     {
3696       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3697
3698       print_rtl (file, ptr->pattern);
3699
3700       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3701
3702       if (ptr->loads)
3703         print_rtl (file, ptr->loads);
3704       else
3705         fprintf (file, "(nil)");
3706
3707       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3708
3709       if (ptr->stores)
3710         print_rtl (file, ptr->stores);
3711       else
3712         fprintf (file, "(nil)");
3713
3714       fprintf (file, "\n\n");
3715     }
3716
3717   fprintf (file, "\n");
3718 }
3719
3720 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3721
3722 static struct ls_expr *
3723 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3724 {
3725   struct ls_expr e;
3726   ls_expr **slot;
3727   if (!pre_ldst_table)
3728     return NULL;
3729   e.pattern = x;
3730   slot = pre_ldst_table->find_slot (&e, NO_INSERT);
3731   if (!slot || (*slot)->invalid)
3732     return NULL;
3733   return *slot;
3734 }
3735 \f
3736 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3737
3738 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3739    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3740    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3741
3742 static int
3743 simple_mem (const_rtx x)
3744 {
3745   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3746     return 0;
3747
3748   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3749     return 0;
3750
3751   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3752      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3753      continue.  */
3754   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3755     return 0;
3756
3757   if (side_effects_p (x))
3758     return 0;
3759
3760   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3761   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3762     return 0;
3763
3764   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3765     return 0;
3766
3767   return 1;
3768 }
3769
3770 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3771    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3772    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3773    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3774    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3775    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3776    fix it up.  */
3777
3778 static void
3779 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3780 {
3781   const char * fmt;
3782   int i, j;
3783   struct ls_expr * ptr;
3784
3785   /* Invalidate it in the list.  */
3786   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3787     {
3788       ptr = ldst_entry (x);
3789       ptr->invalid = 1;
3790     }
3791
3792   /* Recursively process the insn.  */
3793   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3794
3795   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3796     {
3797       if (fmt[i] == 'e')
3798         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3799       else if (fmt[i] == 'E')
3800         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3801           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3802     }
3803 }
3804
3805 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3806    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3807    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3808    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3809    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3810    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3811    later.  */
3812
3813 static void
3814 compute_ld_motion_mems (void)
3815 {
3816   struct ls_expr * ptr;
3817   basic_block bb;
3818   rtx_insn *insn;
3819
3820   pre_ldst_mems = NULL;
3821   pre_ldst_table = new hash_table<pre_ldst_expr_hasher> (13);
3822
3823   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3824     {
3825       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3826         {
3827           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3828             {
3829               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3830                 {
3831                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3832                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3833
3834                   /* Check for a simple load.  */
3835                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3836                     {
3837                       ptr = ldst_entry (src);
3838                       if (REG_P (dest))
3839                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3840                       else
3841                         ptr->invalid = 1;
3842                     }
3843                   else
3844                     {
3845                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3846                       invalidate_any_buried_refs (src);
3847                     }
3848
3849                   /* Check for a simple load through a REG_EQUAL note.  */
3850                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn), src_eq;
3851                   if (note
3852                       && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
3853                       && (src_eq = XEXP (note, 0))
3854                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
3855                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3856
3857                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
3858                      will block any movement we might do later. We only care
3859                      about this exact pattern since those are the only
3860                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
3861                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
3862                     {
3863                       ptr = ldst_entry (dest);
3864
3865                       if (! MEM_P (src)
3866                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
3867                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
3868                              returns 0 for all REGs.  */
3869                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
3870                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
3871                       else
3872                         ptr->invalid = 1;
3873                     }
3874                 }
3875               else
3876                 {
3877                   /* Invalidate all MEMs in the pattern and...  */
3878                   invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
3879
3880                   /* ...in REG_EQUAL notes for PARALLELs with single SET.  */
3881                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn), src_eq;
3882                   if (note
3883                       && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
3884                       && (src_eq = XEXP (note, 0)))
3885                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3886                 }
3887             }
3888         }
3889     }
3890 }
3891
3892 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
3893    expression list for pre gcse.  */
3894
3895 static void
3896 trim_ld_motion_mems (void)
3897 {
3898   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
3899   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
3900
3901   while (ptr != NULL)
3902     {
3903       struct gcse_expr * expr;
3904
3905       /* Delete if entry has been made invalid.  */
3906       if (! ptr->invalid)
3907         {
3908           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
3909           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
3910
3911           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
3912                expr != NULL;
3913                expr = expr->next_same_hash)
3914             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
3915               break;
3916         }
3917       else
3918         expr = (struct gcse_expr *) 0;
3919
3920       if (expr)
3921         {
3922           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
3923           ptr->expr = expr;
3924           last = & ptr->next;
3925           ptr = ptr->next;
3926         }
3927       else
3928         {
3929           *last = ptr->next;
3930           pre_ldst_table->remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
3931           free_ldst_entry (ptr);
3932           ptr = * last;
3933         }
3934     }
3935
3936   /* Show the world what we've found.  */
3937   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
3938     print_ldst_list (dump_file);
3939 }
3940
3941 /* This routine will take an expression which we are replacing with
3942    a reaching register, and update any stores that are needed if
3943    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
3944    copying their SRC to the reaching register, and then storing
3945    the reaching register into the store location. These keeps the
3946    correct value in the reaching register for the loads.  */
3947
3948 static void
3949 update_ld_motion_stores (struct gcse_expr * expr)
3950 {
3951   struct ls_expr * mem_ptr;
3952
3953   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
3954     {
3955       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
3956          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
3957          dead and should be eliminated later.  */
3958
3959       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
3960          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
3961          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
3962          (set reg expr) in that insn.  */
3963       rtx list = mem_ptr->stores;
3964
3965       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
3966         {
3967           rtx_insn *insn = as_a <rtx_insn *> (XEXP (list, 0));
3968           rtx pat = PATTERN (insn);
3969           rtx src = SET_SRC (pat);
3970           rtx reg = expr->reaching_reg;
3971           rtx copy;
3972
3973           /* If we've already copied it, continue.  */
3974           if (expr->reaching_reg == src)
3975             continue;
3976
3977           if (dump_file)
3978             {
3979               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
3980               print_rtl (dump_file, reg);
3981               fprintf (dump_file, ":\n  ");
3982               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
3983               fprintf (dump_file, "\n");
3984             }
3985
3986           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
3987           emit_insn_before (copy, insn);
3988           SET_SRC (pat) = reg;
3989           df_insn_rescan (insn);
3990
3991           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
3992           INSN_CODE (insn) = -1;
3993           gcse_create_count++;
3994         }
3995     }
3996 }
3997 \f
3998 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
3999    optimization about to be performed.  */
4000
4001 static bool
4002 is_too_expensive (const char *pass)
4003 {
4004   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4005      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4006      particularly useful.
4007
4008      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4009      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4010      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4011      threshold the number of blocks, uses something with a more
4012      graceful degradation.  */
4013   if (n_edges_for_fn (cfun) > 20000 + n_basic_blocks_for_fn (cfun) * 4)
4014     {
4015       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4016                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4017                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun),
4018                n_edges_for_fn (cfun) / n_basic_blocks_for_fn (cfun));
4019
4020       return true;
4021     }
4022
4023   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
4024      storage it's better just to disable the optimization.  */
4025   if ((n_basic_blocks_for_fn (cfun)
4026        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4027        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4028     {
4029       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4030                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4031                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun), max_reg_num ());
4032
4033       return true;
4034     }
4035
4036   return false;
4037 }
4038 \f
4039 static unsigned int
4040 execute_rtl_pre (void)
4041 {
4042   int changed;
4043   delete_unreachable_blocks ();
4044   df_analyze ();
4045   changed = one_pre_gcse_pass ();
4046   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4047   if (changed)
4048     cleanup_cfg (0);
4049   return 0;
4050 }
4051
4052 static unsigned int
4053 execute_rtl_hoist (void)
4054 {
4055   int changed;
4056   delete_unreachable_blocks ();
4057   df_analyze ();
4058   changed = one_code_hoisting_pass ();
4059   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4060   if (changed)
4061     cleanup_cfg (0);
4062   return 0;
4063 }
4064
4065 namespace {
4066
4067 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4068 {
4069   RTL_PASS, /* type */
4070   "rtl pre", /* name */
4071   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4072   TV_PRE, /* tv_id */
4073   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4074   0, /* properties_provided */
4075   0, /* properties_destroyed */
4076   0, /* todo_flags_start */
4077   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4078 };
4079
4080 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4081 {
4082 public:
4083   pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4084     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_pre, ctxt)
4085   {}
4086
4087   /* opt_pass methods: */
4088   virtual bool gate (function *);
4089   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_pre (); }
4090
4091 }; // class pass_rtl_pre
4092
4093 /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
4094    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4095    setjmp.
4096    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4097
4098 bool
4099 pass_rtl_pre::gate (function *fun)
4100 {
4101   return optimize > 0 && flag_gcse
4102     && !fun->calls_setjmp
4103     && optimize_function_for_speed_p (fun)
4104     && dbg_cnt (pre);
4105 }
4106
4107 } // anon namespace
4108
4109 rtl_opt_pass *
4110 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4111 {
4112   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4113 }
4114
4115 namespace {
4116
4117 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4118 {
4119   RTL_PASS, /* type */
4120   "hoist", /* name */
4121   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4122   TV_HOIST, /* tv_id */
4123   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4124   0, /* properties_provided */
4125   0, /* properties_destroyed */
4126   0, /* todo_flags_start */
4127   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4128 };
4129
4130 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4131 {
4132 public:
4133   pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4134     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4135   {}
4136
4137   /* opt_pass methods: */
4138   virtual bool gate (function *);
4139   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_hoist (); }
4140
4141 }; // class pass_rtl_hoist
4142
4143 bool
4144 pass_rtl_hoist::gate (function *)
4145 {
4146   return optimize > 0 && flag_gcse
4147     && !cfun->calls_setjmp
4148     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4149        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4150        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4151     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4152     && dbg_cnt (hoist);
4153 }
4154
4155 } // anon namespace
4156
4157 rtl_opt_pass *
4158 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4159 {
4160   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4161 }
4162
4163 /* Reset all state within gcse.c so that we can rerun the compiler
4164    within the same process.  For use by toplev::finalize.  */
4165
4166 void
4167 gcse_c_finalize (void)
4168 {
4169   test_insn = NULL;
4170 }
4171
4172 #include "gt-gcse.h"