Import pre-release gcc-5.0 to new vendor 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
193 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
194    are a superset of those done by classic GCSE.
195
196    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
197    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
198    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
199    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
200    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
201    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
202
203    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
204    (set (pseudo-reg) (expression)).
205    Function want_to_gcse_p says what these are.
206
207    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
208    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
209    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
210    high part and a low part).
211
212    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
213    partially redundant).
214
215    **********************
216
217    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
218    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
219    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
220    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
221    the expense.
222
223    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
224    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
225    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
226    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
227
228    It was found doing copy propagation between each pass enables further
229    substitutions.
230
231    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
232    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
233    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
234    at the time when the study was conducted.
235
236    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
237    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
238
239    **********************
240
241    The steps for PRE are:
242
243    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
244
245    2) Perform the data flow analysis for PRE.
246
247    3) Delete the redundant instructions
248
249    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
250       redundant instructions fully redundant.
251
252    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
253       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
254
255    The deletion is done first so that when we do insertions we
256    know which pseudo reg to use.
257
258    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
259    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
260    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
261
262    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
263    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
264    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
265    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
266    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
267    each register in each block and thus can try to use an existing
268    register.  */
269 \f
270 /* GCSE global vars.  */
271
272 struct target_gcse default_target_gcse;
273 #if SWITCHABLE_TARGET
274 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
275 #endif
276
277 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
278 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
279
280 /* An obstack for our working variables.  */
281 static struct obstack gcse_obstack;
282
283 /* Hash table of expressions.  */
284
285 struct gcse_expr
286 {
287   /* The expression.  */
288   rtx expr;
289   /* Index in the available expression bitmaps.  */
290   int bitmap_index;
291   /* Next entry with the same hash.  */
292   struct gcse_expr *next_same_hash;
293   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
294      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
295      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
296      to the occurrence and the output is not used between the start of
297      the block and the occurrence.  */
298   struct gcse_occr *antic_occr;
299   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
300      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
301      basic block and the operands are not modified by following statements in
302      the basic block [including this insn].  */
303   struct gcse_occr *avail_occr;
304   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
305      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
306      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
307   rtx reaching_reg;
308   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
309      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
310      to keep register pressure under control.
311      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
312      travel.  */
313   int max_distance;
314 };
315
316 /* Occurrence of an expression.
317    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
318    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
319
320 struct gcse_occr
321 {
322   /* Next occurrence of this expression.  */
323   struct gcse_occr *next;
324   /* The insn that computes the expression.  */
325   rtx_insn *insn;
326   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
327   char deleted_p;
328   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
329      reaching_reg.  */
330   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
331      the same byte.  */
332   char copied_p;
333 };
334
335 typedef struct gcse_occr *occr_t;
336
337 /* Expression hash tables.
338    Each hash table is an array of buckets.
339    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
340    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
341    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
342    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
343    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
344    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
345
346 struct gcse_hash_table_d
347 {
348   /* The table itself.
349      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
350   struct gcse_expr **table;
351
352   /* Size of the hash table, in elements.  */
353   unsigned int size;
354
355   /* Number of hash table elements.  */
356   unsigned int n_elems;
357 };
358
359 /* Expression hash table.  */
360 static struct gcse_hash_table_d expr_hash_table;
361
362 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
363    or store motion.
364    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
365    i.e. loads and stores to a single location.
366    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
367    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
368    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
369    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
370
371 struct ls_expr
372 {
373   struct gcse_expr * expr;      /* Gcse expression reference for LM.  */
374   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
375   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
376   rtx_insn_list *loads;         /* INSN list of loads seen.  */
377   rtx_insn_list *stores;        /* INSN list of stores seen.  */
378   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
379   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
380   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
381   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
382   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
383 };
384
385 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
386 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
387
388 struct pre_ldst_expr_hasher : typed_noop_remove <ls_expr>
389 {
390   typedef ls_expr value_type;
391   typedef value_type compare_type;
392   static inline hashval_t hash (const value_type *);
393   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
394 };
395
396 /* Hashtable helpers.  */
397 inline hashval_t
398 pre_ldst_expr_hasher::hash (const value_type *x)
399 {
400   int do_not_record_p = 0;
401   return
402     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
403 }
404
405 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
406
407 inline bool
408 pre_ldst_expr_hasher::equal (const value_type *ptr1,
409                              const compare_type *ptr2)
410 {
411   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
412 }
413
414 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
415 static hash_table<pre_ldst_expr_hasher> *pre_ldst_table;
416
417 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
418    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
419    the start of the basic block.  */
420 static regset reg_set_bitmap;
421
422 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
423    memory within that block.  */
424 static vec<rtx_insn *> *modify_mem_list;
425 static bitmap modify_mem_list_set;
426
427 typedef struct modify_pair_s
428 {
429   rtx dest;                     /* A MEM.  */
430   rtx dest_addr;                /* The canonical address of `dest'.  */
431 } modify_pair;
432
433
434 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
435    being set and their canonicalized memory addresses.  */
436 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
437
438 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
439    function calls.  */
440 static bitmap blocks_with_calls;
441
442 /* Various variables for statistics gathering.  */
443
444 /* Memory used in a pass.
445    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
446    to keep an eye on memory usage.  */
447 static int bytes_used;
448
449 /* GCSE substitutions made.  */
450 static int gcse_subst_count;
451 /* Number of copy instructions created.  */
452 static int gcse_create_count;
453 \f
454 /* Doing code hoisting.  */
455 static bool doing_code_hoisting_p = false;
456 \f
457 /* For available exprs */
458 static sbitmap *ae_kill;
459 \f
460 /* Data stored for each basic block.  */
461 struct bb_data
462 {
463   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
464      (defined only for the pressure classes).  */
465   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
466   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
467      an expression.  Will be used to restore the register pressure
468      if the expression should not be hoisted.  */
469   int old_pressure;
470   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
471      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
472      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
473      expression should not be hoisted.  */
474   bitmap live_in, backup;
475 };
476
477 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
478
479 static basic_block curr_bb;
480
481 /* Current register pressure for each pressure class.  */
482 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
483 \f
484
485 static void compute_can_copy (void);
486 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
487 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
488 static void *gcse_alloc (unsigned long);
489 static void alloc_gcse_mem (void);
490 static void free_gcse_mem (void);
491 static void hash_scan_insn (rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
492 static void hash_scan_set (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
493 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
494 static void hash_scan_call (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
495 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
496 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const rtx_insn *, int);
497 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const rtx_insn *);
498 static int oprs_available_p (const_rtx, const rtx_insn *);
499 static void insert_expr_in_table (rtx, machine_mode, rtx_insn *, int, int,
500                                   int, struct gcse_hash_table_d *);
501 static unsigned int hash_expr (const_rtx, machine_mode, int *, int);
502 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
503 static void record_last_mem_set_info (rtx_insn *);
504 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
505 static void compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
506 static void alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
507 static void free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
508 static void compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *);
509 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct gcse_hash_table_d *);
510 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *);
511 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
512                                       struct gcse_hash_table_d *);
513 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
514 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
515 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
516 static void alloc_pre_mem (int, int);
517 static void free_pre_mem (void);
518 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
519 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct gcse_expr *,
520                                     basic_block);
521 static void insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *, basic_block);
522 static void pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *, rtx_insn *);
523 static void pre_insert_copies (void);
524 static int pre_delete (void);
525 static int pre_gcse (struct edge_list *);
526 static int one_pre_gcse_pass (void);
527 static void add_label_notes (rtx, rtx);
528 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
529 static void free_code_hoist_mem (void);
530 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
531 static void compute_code_hoist_data (void);
532 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct gcse_expr *, basic_block,
533                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
534                                      int *, bitmap, rtx_insn *);
535 static int hoist_code (void);
536 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
537 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs);
538 static int one_code_hoisting_pass (void);
539 static rtx_insn *process_insert_insn (struct gcse_expr *);
540 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct gcse_expr **);
541 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct gcse_expr *,
542                                          basic_block, char *);
543 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
544 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
545 static void free_ld_motion_mems (void);
546 static void print_ldst_list (FILE *);
547 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
548 static int simple_mem (const_rtx);
549 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
550 static void compute_ld_motion_mems (void);
551 static void trim_ld_motion_mems (void);
552 static void update_ld_motion_stores (struct gcse_expr *);
553 static void clear_modify_mem_tables (void);
554 static void free_modify_mem_tables (void);
555 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx_insn *);
556 static bool is_too_expensive (const char *);
557
558 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
559 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
560
561 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
562 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
563
564 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
565 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
566
567 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
568 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
569 \f
570 /* Misc. utilities.  */
571
572 #define can_copy \
573   (this_target_gcse->x_can_copy)
574 #define can_copy_init_p \
575   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
576
577 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
578
579 static void
580 compute_can_copy (void)
581 {
582   int i;
583 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
584   rtx reg, insn;
585 #endif
586   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
587
588   start_sequence ();
589   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
590     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
591       {
592 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
593         can_copy[i] = 0;
594 #else
595         reg = gen_rtx_REG ((machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
596         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
597         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
598           can_copy[i] = 1;
599 #endif
600       }
601     else
602       can_copy[i] = 1;
603
604   end_sequence ();
605 }
606
607 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
608
609 bool
610 can_copy_p (machine_mode mode)
611 {
612   if (! can_copy_init_p)
613     {
614       compute_can_copy ();
615       can_copy_init_p = true;
616     }
617
618   return can_copy[mode] != 0;
619 }
620 \f
621 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
622
623 static void *
624 gmalloc (size_t size)
625 {
626   bytes_used += size;
627   return xmalloc (size);
628 }
629
630 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
631
632 static void *
633 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
634 {
635   bytes_used += nelem * elsize;
636   return xcalloc (nelem, elsize);
637 }
638
639 /* Cover function to obstack_alloc.  */
640
641 static void *
642 gcse_alloc (unsigned long size)
643 {
644   bytes_used += size;
645   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
646 }
647
648 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
649    This is called at the start of each pass.  */
650
651 static void
652 alloc_gcse_mem (void)
653 {
654   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
655   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
656
657   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
658      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
659      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
660   typedef vec<rtx_insn *> vec_rtx_heap;
661   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
662   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block_for_fn (cfun));
663   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap,
664                                     last_basic_block_for_fn (cfun));
665   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
666   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
667 }
668
669 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
670
671 static void
672 free_gcse_mem (void)
673 {
674   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
675
676   free_modify_mem_tables ();
677   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
678   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
679 }
680 \f
681 /* Compute the local properties of each recorded expression.
682
683    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
684    other blocks.
685
686    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
687    in the block.
688
689    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
690    at least once and expression would contain the same value if the
691    computation was moved to the end of the block.
692
693    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
694    least once and expression would contain the same value if the computation
695    was moved to the beginning of the block.
696
697    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
698    basically the same information and thus can easily share this code.
699
700    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
701    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
702    particular property.
703
704    TABLE controls which hash table to look at.  */
705
706 static void
707 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
708                           struct gcse_hash_table_d *table)
709 {
710   unsigned int i;
711
712   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
713   if (transp)
714     {
715       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block_for_fn (cfun));
716     }
717
718   if (comp)
719     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block_for_fn (cfun));
720   if (antloc)
721     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
722
723   for (i = 0; i < table->size; i++)
724     {
725       struct gcse_expr *expr;
726
727       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
728         {
729           int indx = expr->bitmap_index;
730           struct gcse_occr *occr;
731
732           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
733              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
734              then reset the bits for those that are.  */
735           if (transp)
736             compute_transp (expr->expr, indx, transp);
737
738           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
739              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
740           if (antloc)
741             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
742               {
743                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
744
745                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
746                    initialize this.  */
747                 occr->deleted_p = 0;
748               }
749
750           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
751              we want to set to nonzero in COMP.  */
752           if (comp)
753             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
754               {
755                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
756
757                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
758                    initialize this.  */
759                 occr->copied_p = 0;
760               }
761
762           /* While we're scanning the table, this is a good place to
763              initialize this.  */
764           expr->reaching_reg = 0;
765         }
766     }
767 }
768 \f
769 /* Hash table support.  */
770
771 struct reg_avail_info
772 {
773   basic_block last_bb;
774   int first_set;
775   int last_set;
776 };
777
778 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
779 static basic_block current_bb;
780
781 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
782    GCSE.  */
783
784 static int
785 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
786 {
787 #ifdef STACK_REGS
788   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
789      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
790      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
791   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
792     x = avoid_constant_pool_reference (x);
793 #endif
794
795   /* GCSE'ing constants:
796
797      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
798      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
799      the maximum distance simple expressions can travel.
800
801      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
802      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
803      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
804
805      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
806      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
807      in a way that allows reload rematerialize them under high register
808      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
809      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
810      spilling such constants under high register pressure instead of
811      rematerializing them.  */
812
813   switch (GET_CODE (x))
814     {
815     case REG:
816     case SUBREG:
817     case CALL:
818       return 0;
819
820     CASE_CONST_ANY:
821       if (!doing_code_hoisting_p)
822         /* Do not PRE constants.  */
823         return 0;
824
825       /* FALLTHRU */
826
827     default:
828       if (doing_code_hoisting_p)
829         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
830         {
831           int cost;
832           int max_distance;
833
834           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
835                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
836           cost = set_src_cost (x, 0);
837
838           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
839             {
840               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
841               if (max_distance == 0)
842                 return 0;
843
844               gcc_assert (max_distance > 0);
845             }
846           else
847             max_distance = 0;
848
849           if (max_distance_ptr)
850             *max_distance_ptr = max_distance;
851         }
852
853       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
854     }
855 }
856
857 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
858
859 static GTY(()) rtx_insn *test_insn;
860
861 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
862    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
863    side-effect.
864
865    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
866    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
867    has hidden side-effects we don't want to mess with.
868
869    This function is typically used by code motion passes, to verify
870    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
871    maybe live hard regs.  */
872
873 bool
874 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
875 {
876   int num_clobbers = 0;
877   int icode;
878   bool can_assign = false;
879
880   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
881   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
882     return 1;
883   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
884     return 0;
885
886   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
887      our test insn if we haven't already.  */
888   if (test_insn == 0)
889     {
890       test_insn
891         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
892                                       gen_rtx_REG (word_mode,
893                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
894                                       const0_rtx));
895       SET_NEXT_INSN (test_insn) = SET_PREV_INSN (test_insn) = 0;
896       INSN_LOCATION (test_insn) = UNKNOWN_LOCATION;
897     }
898
899   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
900      valid.  */
901   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
902   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
903
904   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
905
906   /* If the test insn is valid and doesn't need clobbers, and the target also
907      has no objections, we're good.  */
908   if (icode >= 0
909       && (num_clobbers == 0 || !added_clobbers_hard_reg_p (icode))
910       && ! (targetm.cannot_copy_insn_p
911             && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn)))
912     can_assign = true;
913
914   /* Make sure test_insn doesn't have any pointers into GC space.  */
915   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = NULL_RTX;
916
917   return can_assign;
918 }
919
920 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
921    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
922    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
923
924 static int
925 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn, int avail_p)
926 {
927   int i, j;
928   enum rtx_code code;
929   const char *fmt;
930
931   if (x == 0)
932     return 1;
933
934   code = GET_CODE (x);
935   switch (code)
936     {
937     case REG:
938       {
939         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
940
941         if (info->last_bb != current_bb)
942           return 1;
943         if (avail_p)
944           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
945         else
946           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
947       }
948
949     case MEM:
950       if (! flag_gcse_lm
951           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
952                                      x, avail_p))
953         return 0;
954       else
955         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
956
957     case PRE_DEC:
958     case PRE_INC:
959     case POST_DEC:
960     case POST_INC:
961     case PRE_MODIFY:
962     case POST_MODIFY:
963       return 0;
964
965     case PC:
966     case CC0: /*FIXME*/
967     case CONST:
968     CASE_CONST_ANY:
969     case SYMBOL_REF:
970     case LABEL_REF:
971     case ADDR_VEC:
972     case ADDR_DIFF_VEC:
973       return 1;
974
975     default:
976       break;
977     }
978
979   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
980     {
981       if (fmt[i] == 'e')
982         {
983           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
984              level, change it into iteration.  This function is called enough
985              to be worth it.  */
986           if (i == 0)
987             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
988
989           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
990             return 0;
991         }
992       else if (fmt[i] == 'E')
993         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
994           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
995             return 0;
996     }
997
998   return 1;
999 }
1000
1001 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
1002
1003 struct mem_conflict_info
1004 {
1005   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
1006      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
1007   const_rtx mem;
1008
1009   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
1010      references.  */
1011   bool conflict;
1012 };
1013
1014 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
1015    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
1016    information back through DATA.  */
1017
1018 static void
1019 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
1020                           void *data)
1021 {
1022   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
1023
1024   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1025          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1026          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1027     dest = XEXP (dest, 0);
1028
1029   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1030      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1031      elsewhere.  */
1032   if (! MEM_P (dest))
1033     return;
1034
1035   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1036      don't mark as killed this time.  */
1037   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
1038     {
1039       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1040         mci->conflict = true;
1041       return;
1042     }
1043
1044   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1045     mci->conflict = true;
1046 }
1047
1048 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1049    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1050    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1051    before UID_LIMIT.
1052
1053    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1054    AVAIL_P to 0.  */
1055
1056 static int
1057 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1058                         int avail_p)
1059 {
1060   vec<rtx_insn *> list = modify_mem_list[bb->index];
1061   rtx_insn *setter;
1062   unsigned ix;
1063
1064   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1065   if (MEM_READONLY_P (x))
1066     return 0;
1067
1068   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1069     {
1070       struct mem_conflict_info mci;
1071
1072       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1073       if ((avail_p
1074            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1075           || (! avail_p
1076               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1077         continue;
1078
1079       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1080          to pure functions are never put on the list, so we need not
1081          worry about them.  */
1082       if (CALL_P (setter))
1083         return 1;
1084
1085       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1086          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1087       mci.mem = x;
1088       mci.conflict = false;
1089       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1090       if (mci.conflict)
1091         return 1;
1092     }
1093   return 0;
1094 }
1095
1096 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1097    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1098
1099 static int
1100 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1101 {
1102   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1103 }
1104
1105 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1106    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1107
1108 static int
1109 oprs_available_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1110 {
1111   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1112 }
1113
1114 /* Hash expression X.
1115
1116    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1117    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1118    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1119    the current size of the hash table to be probed.  */
1120
1121 static unsigned int
1122 hash_expr (const_rtx x, machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1123            int hash_table_size)
1124 {
1125   unsigned int hash;
1126
1127   *do_not_record_p = 0;
1128
1129   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1130   return hash % hash_table_size;
1131 }
1132
1133 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1134
1135 static int
1136 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1137 {
1138   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1139 }
1140
1141 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1142    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1143    basic block.
1144
1145    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1146    It is only used if X is a CONST_INT.
1147
1148    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1149    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1150
1151    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1152    be moved.  */
1153
1154 static void
1155 insert_expr_in_table (rtx x, machine_mode mode, rtx_insn *insn,
1156                       int antic_p,
1157                       int avail_p, int max_distance, struct gcse_hash_table_d *table)
1158 {
1159   int found, do_not_record_p;
1160   unsigned int hash;
1161   struct gcse_expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1162   struct gcse_occr *antic_occr, *avail_occr;
1163
1164   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1165
1166   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1167      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1168      to or can't handle.  */
1169   if (do_not_record_p)
1170     return;
1171
1172   cur_expr = table->table[hash];
1173   found = 0;
1174
1175   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1176     {
1177       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1178          the list.  */
1179       last_expr = cur_expr;
1180       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1181     }
1182
1183   if (! found)
1184     {
1185       cur_expr = GOBNEW (struct gcse_expr);
1186       bytes_used += sizeof (struct gcse_expr);
1187       if (table->table[hash] == NULL)
1188         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1189         table->table[hash] = cur_expr;
1190       else
1191         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1192         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1193
1194       /* Set the fields of the expr element.  */
1195       cur_expr->expr = x;
1196       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1197       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1198       cur_expr->antic_occr = NULL;
1199       cur_expr->avail_occr = NULL;
1200       gcc_assert (max_distance >= 0);
1201       cur_expr->max_distance = max_distance;
1202     }
1203   else
1204     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1205
1206   /* Now record the occurrence(s).  */
1207   if (antic_p)
1208     {
1209       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1210
1211       if (antic_occr
1212           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1213         antic_occr = NULL;
1214
1215       if (antic_occr)
1216         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1217            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1218            block and the block is scanned from start to end.  */
1219         ; /* nothing to do */
1220       else
1221         {
1222           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1223           antic_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1224           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1225           antic_occr->insn = insn;
1226           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1227           antic_occr->deleted_p = 0;
1228           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1229         }
1230     }
1231
1232   if (avail_p)
1233     {
1234       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1235
1236       if (avail_occr
1237           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1238         {
1239           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1240              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1241              the last one in the block and the block is scanned from start
1242              to end.  */
1243           avail_occr->insn = insn;
1244         }
1245       else
1246         {
1247           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1248           avail_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1249           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1250           avail_occr->insn = insn;
1251           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1252           avail_occr->deleted_p = 0;
1253           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1254         }
1255     }
1256 }
1257
1258 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1259
1260 static void
1261 hash_scan_set (rtx set, rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1262 {
1263   rtx src = SET_SRC (set);
1264   rtx dest = SET_DEST (set);
1265   rtx note;
1266
1267   if (GET_CODE (src) == CALL)
1268     hash_scan_call (src, insn, table);
1269
1270   else if (REG_P (dest))
1271     {
1272       unsigned int regno = REGNO (dest);
1273       int max_distance = 0;
1274
1275       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1276
1277          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1278          redundant constants, addresses or other expressions that are
1279          constructed with multiple instructions.
1280
1281          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1282          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1283          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1284          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1285          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1286          do more than one PRE GCSE pass.
1287
1288          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1289          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1290       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1291       if (note != 0
1292           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1293           && !REG_P (src)
1294           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1295         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1296
1297       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1298       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1299           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1300           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1301           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1302              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1303           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1304              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1305              can't do the same thing at the rtl level.  */
1306           && !can_throw_internal (insn)
1307           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1308           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1309           /* Don't CSE a nop.  */
1310           && ! set_noop_p (set)
1311           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1312              At this point this only function parameters should have
1313              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1314              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1315              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1316           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1317         {
1318           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1319              modified before this insn or if this is not the only SET in
1320              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1321              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1322              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1323           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1324                         && !multiple_sets (insn);
1325           /* An expression is not available if its operands are
1326              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1327              available if this is a branch, because we can't insert
1328              a set after the branch.  */
1329           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1330                          && ! JUMP_P (insn));
1331
1332           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1333                                 max_distance, table);
1334         }
1335     }
1336   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1337      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1338      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1339   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1340       {
1341         unsigned int regno = REGNO (src);
1342         int max_distance = 0;
1343
1344         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1345         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1346            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1347            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1348            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1349               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1350            && !can_throw_internal (insn)
1351            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1352            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1353            /* Don't CSE a nop.  */
1354            && ! set_noop_p (set)
1355            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1356               At this point this only function parameters should have
1357               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1358               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1359               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1360            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1361                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1362              {
1363                /* Stores are never anticipatable.  */
1364                int antic_p = 0;
1365                /* An expression is not available if its operands are
1366                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1367                   available if this is a branch, because we can't insert
1368                   a set after the branch.  */
1369                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1370                              && ! JUMP_P (insn);
1371
1372                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1373                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1374                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1375              }
1376       }
1377 }
1378
1379 static void
1380 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1381                    struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1382 {
1383   /* Currently nothing to do.  */
1384 }
1385
1386 static void
1387 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1388                 struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1389 {
1390   /* Currently nothing to do.  */
1391 }
1392
1393 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1394
1395 static void
1396 hash_scan_insn (rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1397 {
1398   rtx pat = PATTERN (insn);
1399   int i;
1400
1401   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1402      what's been modified.  */
1403
1404   if (GET_CODE (pat) == SET)
1405     hash_scan_set (pat, insn, table);
1406
1407   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1408     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1409
1410   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1411     hash_scan_call (pat, insn, table);
1412
1413   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1414     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1415       {
1416         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1417
1418         if (GET_CODE (x) == SET)
1419           hash_scan_set (x, insn, table);
1420         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1421           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1422         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1423           hash_scan_call (x, insn, table);
1424       }
1425 }
1426
1427 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1428
1429 static void
1430 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct gcse_hash_table_d *table)
1431 {
1432   int i;
1433   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1434   struct gcse_expr **flat_table;
1435   unsigned int *hash_val;
1436   struct gcse_expr *expr;
1437
1438   flat_table = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, table->n_elems);
1439   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1440
1441   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1442     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1443       {
1444         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1445         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1446       }
1447
1448   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1449            name, table->size, table->n_elems);
1450
1451   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1452     if (flat_table[i] != 0)
1453       {
1454         expr = flat_table[i];
1455         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1456                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1457         print_rtl (file, expr->expr);
1458         fprintf (file, "\n");
1459       }
1460
1461   fprintf (file, "\n");
1462
1463   free (flat_table);
1464   free (hash_val);
1465 }
1466
1467 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1468
1469    first_set records the first place in the block where the register
1470    is set and is used to compute "anticipatability".
1471
1472    last_set records the last place in the block where the register
1473    is set and is used to compute "availability".
1474
1475    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1476    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1477
1478 static void
1479 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1480 {
1481   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1482   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1483
1484   info->last_set = luid;
1485   if (info->last_bb != current_bb)
1486     {
1487       info->last_bb = current_bb;
1488       info->first_set = luid;
1489     }
1490 }
1491
1492 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1493    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1494    taken off pairwise.  */
1495
1496 static void
1497 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx x ATTRIBUTE_UNUSED,
1498                    void * v_insn)
1499 {
1500   rtx dest_addr, insn;
1501   int bb;
1502   modify_pair pair;
1503
1504   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1505       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1506       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1507     dest = XEXP (dest, 0);
1508
1509   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1510      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1511      elsewhere.  */
1512
1513   if (! MEM_P (dest))
1514     return;
1515
1516   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1517   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1518   insn = (rtx) v_insn;
1519   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1520
1521   pair.dest = dest;
1522   pair.dest_addr = dest_addr;
1523   canon_modify_mem_list[bb].safe_push (pair);
1524 }
1525
1526 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1527    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1528    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1529
1530 static void
1531 record_last_mem_set_info (rtx_insn *insn)
1532 {
1533   int bb;
1534
1535   if (! flag_gcse_lm)
1536     return;
1537
1538   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1539      everything.  */
1540   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1541   modify_mem_list[bb].safe_push (insn);
1542   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1543
1544   if (CALL_P (insn))
1545     bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1546   else
1547     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1548 }
1549
1550 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1551    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1552    the SET is taking place.  */
1553
1554 static void
1555 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1556 {
1557   rtx_insn *last_set_insn = (rtx_insn *) data;
1558
1559   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1560     dest = SUBREG_REG (dest);
1561
1562   if (REG_P (dest))
1563     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1564   else if (MEM_P (dest)
1565            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1566            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1567     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1568 }
1569
1570 /* Top level function to create an expression hash table.
1571
1572    Expression entries are placed in the hash table if
1573    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1574    - src is something we want to perform GCSE on,
1575    - none of the operands are subsequently modified in the block
1576
1577    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1578
1579    TABLE is the table computed.  */
1580
1581 static void
1582 compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *table)
1583 {
1584   int i;
1585
1586   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1587   clear_modify_mem_tables ();
1588   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1589   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1590
1591   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1592     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1593
1594   FOR_EACH_BB_FN (current_bb, cfun)
1595     {
1596       rtx_insn *insn;
1597       unsigned int regno;
1598
1599       /* First pass over the instructions records information used to
1600          determine when registers and memory are first and last set.  */
1601       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1602         {
1603           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1604             continue;
1605
1606           if (CALL_P (insn))
1607             {
1608               hard_reg_set_iterator hrsi;
1609               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1610                                               0, regno, hrsi)
1611                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1612
1613               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1614                 record_last_mem_set_info (insn);
1615             }
1616
1617           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1618         }
1619
1620       /* The next pass builds the hash table.  */
1621       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1622         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1623           hash_scan_insn (insn, table);
1624     }
1625
1626   free (reg_avail_info);
1627   reg_avail_info = NULL;
1628 }
1629
1630 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1631    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1632
1633 static void
1634 alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1635 {
1636   int n;
1637
1638   n = get_max_insn_count ();
1639
1640   table->size = n / 4;
1641   if (table->size < 11)
1642     table->size = 11;
1643
1644   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1645      Making it an odd number is simplest for now.
1646      ??? Later take some measurements.  */
1647   table->size |= 1;
1648   n = table->size * sizeof (struct gcse_expr *);
1649   table->table = GNEWVAR (struct gcse_expr *, n);
1650 }
1651
1652 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1653
1654 static void
1655 free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1656 {
1657   free (table->table);
1658 }
1659
1660 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1661
1662 static void
1663 compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1664 {
1665   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1666   table->n_elems = 0;
1667   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct gcse_expr *));
1668
1669   compute_hash_table_work (table);
1670 }
1671 \f
1672 /* Expression tracking support.  */
1673
1674 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1675 static void
1676 clear_modify_mem_tables (void)
1677 {
1678   unsigned i;
1679   bitmap_iterator bi;
1680
1681   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1682     {
1683       modify_mem_list[i].release ();
1684       canon_modify_mem_list[i].release ();
1685     }
1686   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1687   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1688 }
1689
1690 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1691
1692 static void
1693 free_modify_mem_tables (void)
1694 {
1695   clear_modify_mem_tables ();
1696   free (modify_mem_list);
1697   free (canon_modify_mem_list);
1698   modify_mem_list = 0;
1699   canon_modify_mem_list = 0;
1700 }
1701 \f
1702 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
1703    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
1704    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
1705    element of X is modified, reset the INDX bit in BMAP.  */
1706
1707 static void
1708 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap)
1709 {
1710   int i, j;
1711   enum rtx_code code;
1712   const char *fmt;
1713
1714   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
1715      can't do it when there's no return value.  */
1716  repeat:
1717
1718   if (x == 0)
1719     return;
1720
1721   code = GET_CODE (x);
1722   switch (code)
1723     {
1724     case REG:
1725         {
1726           df_ref def;
1727           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
1728                def;
1729                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
1730             bitmap_clear_bit (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
1731         }
1732
1733       return;
1734
1735     case MEM:
1736       if (! MEM_READONLY_P (x))
1737         {
1738           bitmap_iterator bi;
1739           unsigned bb_index;
1740           rtx x_addr;
1741
1742           x_addr = get_addr (XEXP (x, 0));
1743           x_addr = canon_rtx (x_addr);
1744
1745           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
1746              do any list walking for them.  */
1747           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
1748             {
1749               bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1750             }
1751
1752           /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
1753              but which do not have any calls.  */
1754           EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
1755                                           blocks_with_calls,
1756                                           0, bb_index, bi)
1757             {
1758               vec<modify_pair> list
1759                 = canon_modify_mem_list[bb_index];
1760               modify_pair *pair;
1761               unsigned ix;
1762
1763               FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, pair)
1764                 {
1765                   rtx dest = pair->dest;
1766                   rtx dest_addr = pair->dest_addr;
1767
1768                   if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest),
1769                                              dest_addr, x, x_addr))
1770                     {
1771                       bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1772                       break;
1773                     }
1774                 }
1775             }
1776         }
1777
1778       x = XEXP (x, 0);
1779       goto repeat;
1780
1781     case PC:
1782     case CC0: /*FIXME*/
1783     case CONST:
1784     CASE_CONST_ANY:
1785     case SYMBOL_REF:
1786     case LABEL_REF:
1787     case ADDR_VEC:
1788     case ADDR_DIFF_VEC:
1789       return;
1790
1791     default:
1792       break;
1793     }
1794
1795   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1796     {
1797       if (fmt[i] == 'e')
1798         {
1799           /* If we are about to do the last recursive call
1800              needed at this level, change it into iteration.
1801              This function is called enough to be worth it.  */
1802           if (i == 0)
1803             {
1804               x = XEXP (x, i);
1805               goto repeat;
1806             }
1807
1808           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap);
1809         }
1810       else if (fmt[i] == 'E')
1811         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1812           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap);
1813     }
1814 }
1815 \f
1816 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1817
1818 /* Local properties of expressions.  */
1819
1820 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1821 static sbitmap *transp;
1822
1823 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1824 static sbitmap *comp;
1825
1826 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1827 static sbitmap *antloc;
1828
1829 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1830    point.  */
1831 static sbitmap *pre_optimal;
1832
1833 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1834 static sbitmap *pre_redundant;
1835
1836 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1837 static sbitmap *pre_insert_map;
1838
1839 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1840 static sbitmap *pre_delete_map;
1841
1842 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1843
1844 static void
1845 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1846 {
1847   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1848   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1849   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1850
1851   pre_optimal = NULL;
1852   pre_redundant = NULL;
1853   pre_insert_map = NULL;
1854   pre_delete_map = NULL;
1855   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1856
1857   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1858 }
1859
1860 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1861
1862 static void
1863 free_pre_mem (void)
1864 {
1865   sbitmap_vector_free (transp);
1866   sbitmap_vector_free (comp);
1867
1868   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1869
1870   if (pre_optimal)
1871     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1872   if (pre_redundant)
1873     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1874   if (pre_insert_map)
1875     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1876   if (pre_delete_map)
1877     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1878
1879   transp = comp = NULL;
1880   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1881 }
1882
1883 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1884    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1885    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1886    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1887    can be clobbered by calls.  */
1888
1889 static void
1890 prune_expressions (bool pre_p)
1891 {
1892   sbitmap prune_exprs;
1893   struct gcse_expr *expr;
1894   unsigned int ui;
1895   basic_block bb;
1896
1897   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1898   bitmap_clear (prune_exprs);
1899   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1900     {
1901       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1902         {
1903           /* Note potentially trapping expressions.  */
1904           if (may_trap_p (expr->expr))
1905             {
1906               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1907               continue;
1908             }
1909
1910           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1911             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1912                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1913                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1914                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1915                constant memory references can be hoisted along abnormal
1916                edges.  */
1917             {
1918               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1919                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1920                 continue;
1921
1922               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1923                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1924                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1925                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1926                 continue;
1927
1928               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1929                  analysis to determine if this mem is actually killed
1930                  by this call.  */
1931
1932               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1933             }
1934         }
1935     }
1936
1937   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1938     {
1939       edge e;
1940       edge_iterator ei;
1941
1942       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1943          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1944          because we won't be able to properly place the instruction on
1945          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1946          This is fairly conservative.
1947
1948          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1949          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1950          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1951          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1952          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1953          be best to implement this check along the lines of
1954          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1955          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1956          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1957       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1958         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1959             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1960           {
1961             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1962                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1963             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1964                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1965             break;
1966           }
1967     }
1968
1969   sbitmap_free (prune_exprs);
1970 }
1971
1972 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1973    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1974    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1975    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1976    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1977
1978    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1979
1980 static void
1981 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1982 {
1983   sbitmap_iterator sbi;
1984   sbitmap prune_exprs;
1985
1986   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1987      expressions.  */
1988   unsigned int i, j;
1989
1990   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1991      number of times an expression can be removed as a result.  */
1992   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1993   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1994
1995   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1996      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1997      insertion/deletion sets.  */
1998   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1999   bitmap_clear (prune_exprs);
2000
2001   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
2002      needs to be inserted.  */
2003   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
2004     {
2005       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
2006         insertions[j]++;
2007     }
2008
2009   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
2010      edges.  */
2011   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
2012     {
2013       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
2014         deletions[j]++;
2015     }
2016
2017   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
2018      hash table and see if any need too many insertions relative to the
2019      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
2020      PRUNE_EXPRS.  */
2021   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
2022     if (deletions[j]
2023         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
2024       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
2025
2026   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
2027   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
2028     {
2029       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
2030         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
2031
2032       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
2033         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
2034     }
2035
2036   sbitmap_free (prune_exprs);
2037   free (insertions);
2038   free (deletions);
2039 }
2040
2041 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
2042
2043 static struct edge_list *
2044 compute_pre_data (void)
2045 {
2046   struct edge_list *edge_list;
2047   basic_block bb;
2048
2049   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2050   prune_expressions (true);
2051   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
2052
2053   /* Compute ae_kill for each basic block using:
2054
2055      ~(TRANSP | COMP)
2056   */
2057
2058   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2059     {
2060       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
2061       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
2062     }
2063
2064   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
2065                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
2066   sbitmap_vector_free (antloc);
2067   antloc = NULL;
2068   sbitmap_vector_free (ae_kill);
2069   ae_kill = NULL;
2070
2071   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
2072
2073   return edge_list;
2074 }
2075 \f
2076 /* PRE utilities */
2077
2078 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
2079    block BB.
2080
2081    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2082    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2083
2084    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2085    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2086    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2087    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2088    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2089    the closest such expression.  */
2090
2091 static int
2092 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr,
2093                               basic_block bb, char *visited)
2094 {
2095   edge pred;
2096   edge_iterator ei;
2097
2098   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2099     {
2100       basic_block pred_bb = pred->src;
2101
2102       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
2103           /* Has predecessor has already been visited?  */
2104           || visited[pred_bb->index])
2105         ;/* Nothing to do.  */
2106
2107       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2108       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2109         {
2110           /* Is this the occurrence we're looking for?
2111              Note that there's only one generating occurrence per block
2112              so we just need to check the block number.  */
2113           if (occr_bb == pred_bb)
2114             return 1;
2115
2116           visited[pred_bb->index] = 1;
2117         }
2118       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2119       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2120         visited[pred_bb->index] = 1;
2121
2122       /* Neither gen nor kill.  */
2123       else
2124         {
2125           visited[pred_bb->index] = 1;
2126           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
2127             return 1;
2128         }
2129     }
2130
2131   /* All paths have been checked.  */
2132   return 0;
2133 }
2134
2135 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
2136    memory allocated for that function is returned.  */
2137
2138 static int
2139 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
2140 {
2141   int rval;
2142   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block_for_fn (cfun));
2143
2144   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
2145
2146   free (visited);
2147   return rval;
2148 }
2149 \f
2150 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
2151
2152 static rtx_insn *
2153 process_insert_insn (struct gcse_expr *expr)
2154 {
2155   rtx reg = expr->reaching_reg;
2156   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
2157   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
2158   rtx_insn *pat;
2159
2160   start_sequence ();
2161
2162   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2163      just copy it to a register.  */
2164   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2165     emit_move_insn (reg, exp);
2166
2167   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2168      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2169   else
2170     {
2171       rtx_insn *insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2172
2173       if (insn_invalid_p (insn, false))
2174         gcc_unreachable ();
2175     }
2176
2177   pat = get_insns ();
2178   end_sequence ();
2179
2180   return pat;
2181 }
2182
2183 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2184
2185    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2186
2187 static void
2188 insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
2189 {
2190   rtx_insn *insn = BB_END (bb);
2191   rtx_insn *new_insn;
2192   rtx reg = expr->reaching_reg;
2193   int regno = REGNO (reg);
2194   rtx_insn *pat, *pat_end;
2195
2196   pat = process_insert_insn (expr);
2197   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2198
2199   pat_end = pat;
2200   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2201     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2202
2203   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2204      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2205      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2206
2207   if (JUMP_P (insn)
2208       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2209           && (!single_succ_p (bb)
2210               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2211     {
2212 #ifdef HAVE_cc0
2213       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2214          if cc0 isn't set.  */
2215       rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2216       if (note)
2217         insn = safe_as_a <rtx_insn *> (XEXP (note, 0));
2218       else
2219         {
2220           rtx_insn *maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2221           if (maybe_cc0_setter
2222               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2223               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2224             insn = maybe_cc0_setter;
2225         }
2226 #endif
2227       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2228       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2229     }
2230
2231   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2232      of exception handling.  */
2233   else if (CALL_P (insn)
2234            && (!single_succ_p (bb)
2235                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2236     {
2237       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2238          in registers, we search backward and place the instructions before
2239          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2240          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2241
2242       /* Since different machines initialize their parameter registers
2243          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2244          parameter registers.  */
2245       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2246
2247       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2248          before the first parameter load.
2249
2250          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2251          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2252          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2253          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2254          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2255       while (LABEL_P (insn)
2256              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2257         insn = NEXT_INSN (insn);
2258
2259       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2260     }
2261   else
2262     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2263
2264   while (1)
2265     {
2266       if (INSN_P (pat))
2267         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2268       if (pat == pat_end)
2269         break;
2270       pat = NEXT_INSN (pat);
2271     }
2272
2273   gcse_create_count++;
2274
2275   if (dump_file)
2276     {
2277       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2278                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2279       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2280                expr->bitmap_index, regno);
2281     }
2282 }
2283
2284 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2285    the expressions fully redundant.  */
2286
2287 static int
2288 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct gcse_expr **index_map)
2289 {
2290   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2291   sbitmap *inserted;
2292
2293   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2294      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2295
2296   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2297   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2298   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2299   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2300
2301   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2302     {
2303       int indx;
2304       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2305
2306       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2307         {
2308           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2309
2310           for (j = indx;
2311                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2312                j++, insert >>= 1)
2313             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2314               {
2315                 struct gcse_expr *expr = index_map[j];
2316                 struct gcse_occr *occr;
2317
2318                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2319                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2320                   {
2321                     if (! occr->deleted_p)
2322                       continue;
2323
2324                     /* Insert this expression on this edge if it would
2325                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2326                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2327                       {
2328                         rtx_insn *insn;
2329                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2330
2331                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2332                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2333                            the previous block. There are several alternatives
2334                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2335                            handling this situation.  This one is easiest for
2336                            now.  */
2337
2338                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2339                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2340                         else
2341                           {
2342                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2343                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2344                           }
2345
2346                         if (dump_file)
2347                           {
2348                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2349                                      bb->index,
2350                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2351                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2352                                      expr->bitmap_index);
2353                           }
2354
2355                         update_ld_motion_stores (expr);
2356                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2357                         did_insert = 1;
2358                         gcse_create_count++;
2359                       }
2360                   }
2361               }
2362         }
2363     }
2364
2365   sbitmap_vector_free (inserted);
2366   return did_insert;
2367 }
2368
2369 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2370    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2371      reaching_reg <- old_reg
2372    it's better to do the following:
2373      reaching_reg <- expr
2374      old_reg      <- reaching_reg
2375    because this way copy propagation can discover additional PRE
2376    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2377    When "expr" is a store, i.e.
2378    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2379      reaching_reg <- old_reg
2380    it's better to add it before as follows:
2381      reaching_reg <- old_reg
2382      MEM          <- reaching_reg.  */
2383
2384 static void
2385 pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *expr, rtx_insn *insn)
2386 {
2387   rtx reg = expr->reaching_reg;
2388   int regno = REGNO (reg);
2389   int indx = expr->bitmap_index;
2390   rtx pat = PATTERN (insn);
2391   rtx set, first_set, new_insn;
2392   rtx old_reg;
2393   int i;
2394
2395   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2396   switch (GET_CODE (pat))
2397     {
2398     case SET:
2399       set = pat;
2400       break;
2401
2402     case PARALLEL:
2403       /* Search through the parallel looking for the set whose
2404          source was the expression that we're interested in.  */
2405       first_set = NULL_RTX;
2406       set = NULL_RTX;
2407       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2408         {
2409           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2410           if (GET_CODE (x) == SET)
2411             {
2412               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2413                  may not find an equivalent expression, but in this
2414                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2415               if (first_set == NULL_RTX)
2416                 first_set = x;
2417               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2418                 {
2419                   set = x;
2420                   break;
2421                 }
2422             }
2423         }
2424
2425       gcc_assert (first_set);
2426       if (set == NULL_RTX)
2427         set = first_set;
2428       break;
2429
2430     default:
2431       gcc_unreachable ();
2432     }
2433
2434   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2435     {
2436       old_reg = SET_DEST (set);
2437       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2438       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2439         {
2440           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2441           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2442         }
2443       else
2444         {
2445           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2446           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2447         }
2448     }
2449   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2450     {
2451       old_reg = SET_SRC (set);
2452       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2453
2454       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2455       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2456         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2457       else
2458         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2459     }
2460
2461   gcse_create_count++;
2462
2463   if (dump_file)
2464     fprintf (dump_file,
2465              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2466               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2467               INSN_UID (insn), regno);
2468 }
2469
2470 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2471    to `reaching_reg'.  */
2472
2473 static void
2474 pre_insert_copies (void)
2475 {
2476   unsigned int i, added_copy;
2477   struct gcse_expr *expr;
2478   struct gcse_occr *occr;
2479   struct gcse_occr *avail;
2480
2481   /* For each available expression in the table, copy the result to
2482      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2483
2484      ??? The current algorithm is rather brute force.
2485      Need to do some profiling.  */
2486
2487   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2488     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2489       {
2490         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2491            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2492            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2493            deleted.  This test also avoids further processing if the
2494            expression wasn't deleted anywhere.  */
2495         if (expr->reaching_reg == NULL)
2496           continue;
2497
2498         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2499         added_copy = 0;
2500
2501         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2502           {
2503             if (! occr->deleted_p)
2504               continue;
2505
2506             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2507               {
2508                 rtx_insn *insn = avail->insn;
2509
2510                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2511                 if (avail->copied_p)
2512                   continue;
2513
2514                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2515                 if (insn->deleted ())
2516                   continue;
2517
2518                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2519                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2520                                                expr,
2521                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2522                   continue;
2523
2524                 added_copy = 1;
2525
2526                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2527                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2528                 avail->copied_p = 1;
2529               }
2530           }
2531
2532           if (added_copy)
2533             update_ld_motion_stores (expr);
2534       }
2535 }
2536
2537 struct set_data
2538 {
2539   rtx_insn *insn;
2540   const_rtx set;
2541   int nsets;
2542 };
2543
2544 /* Increment number of sets and record set in DATA.  */
2545
2546 static void
2547 record_set_data (rtx dest, const_rtx set, void *data)
2548 {
2549   struct set_data *s = (struct set_data *)data;
2550
2551   if (GET_CODE (set) == SET)
2552     {
2553       /* We allow insns having multiple sets, where all but one are
2554          dead as single set insns.  In the common case only a single
2555          set is present, so we want to avoid checking for REG_UNUSED
2556          notes unless necessary.  */
2557       if (s->nsets == 1
2558           && find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, SET_DEST (s->set))
2559           && !side_effects_p (s->set))
2560         s->nsets = 0;
2561
2562       if (!s->nsets)
2563         {
2564           /* Record this set.  */
2565           s->nsets += 1;
2566           s->set = set;
2567         }
2568       else if (!find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, dest)
2569                || side_effects_p (set))
2570         s->nsets += 1;
2571     }
2572 }
2573
2574 static const_rtx
2575 single_set_gcse (rtx_insn *insn)
2576 {
2577   struct set_data s;
2578   rtx pattern;
2579   
2580   gcc_assert (INSN_P (insn));
2581
2582   /* Optimize common case.  */
2583   pattern = PATTERN (insn);
2584   if (GET_CODE (pattern) == SET)
2585     return pattern;
2586
2587   s.insn = insn;
2588   s.nsets = 0;
2589   note_stores (pattern, record_set_data, &s);
2590
2591   /* Considered invariant insns have exactly one set.  */
2592   gcc_assert (s.nsets == 1);
2593   return s.set;
2594 }
2595
2596 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2597    in INSN.  */
2598
2599 static rtx
2600 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx_insn *insn)
2601 {
2602   rtx_insn *new_rtx;
2603   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
2604   rtx set2;
2605   rtx note;
2606   rtx eqv = NULL_RTX;
2607
2608   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2609      we've verified to be valid.  */
2610
2611   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2612
2613   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2614      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2615      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2616   set2 = single_set (new_rtx);
2617   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2618     return new_rtx;
2619   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2620     eqv = XEXP (note, 0);
2621   else if (! REG_P (dest)
2622            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2623     eqv = SET_SRC (set);
2624
2625   if (eqv != NULL_RTX)
2626     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2627
2628   return new_rtx;
2629 }
2630
2631 /* Delete redundant computations.
2632    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2633    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2634    to propagate the copy or eliminate it.
2635
2636    Return nonzero if a change is made.  */
2637
2638 static int
2639 pre_delete (void)
2640 {
2641   unsigned int i;
2642   int changed;
2643   struct gcse_expr *expr;
2644   struct gcse_occr *occr;
2645
2646   changed = 0;
2647   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2648     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2649       {
2650         int indx = expr->bitmap_index;
2651
2652         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2653         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2654           {
2655             rtx_insn *insn = occr->insn;
2656             rtx set;
2657             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2658
2659             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2660             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2661                 && (set = single_set (insn)) != 0
2662                 && dbg_cnt (pre_insn))
2663               {
2664                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2665                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2666                    the mode of the original destination pseudo.  */
2667                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2668                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2669
2670                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2671                 delete_insn (insn);
2672                 occr->deleted_p = 1;
2673                 changed = 1;
2674                 gcse_subst_count++;
2675
2676                 if (dump_file)
2677                   {
2678                     fprintf (dump_file,
2679                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2680                                INSN_UID (insn), indx);
2681                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2682                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2683                   }
2684               }
2685           }
2686       }
2687
2688   return changed;
2689 }
2690
2691 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2692    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2693    has been done.
2694
2695    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2696    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2697    Compiler Design and Implementation.
2698
2699    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2700    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2701    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2702    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2703    through the block.
2704
2705    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2706    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2707    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2708    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2709    redundancies.  */
2710
2711 static int
2712 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2713 {
2714   unsigned int i;
2715   int did_insert, changed;
2716   struct gcse_expr **index_map;
2717   struct gcse_expr *expr;
2718
2719   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2720      hash table entry.  */
2721
2722   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
2723   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2724     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2725       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2726
2727   /* Delete the redundant insns first so that
2728      - we know what register to use for the new insns and for the other
2729        ones with reaching expressions
2730      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2731
2732   changed = pre_delete ();
2733   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2734
2735   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2736      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2737   pre_insert_copies ();
2738   if (did_insert)
2739     {
2740       commit_edge_insertions ();
2741       changed = 1;
2742     }
2743
2744   free (index_map);
2745   return changed;
2746 }
2747
2748 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2749
2750    Return nonzero if a change was made.  */
2751
2752 static int
2753 one_pre_gcse_pass (void)
2754 {
2755   int changed = 0;
2756
2757   gcse_subst_count = 0;
2758   gcse_create_count = 0;
2759
2760   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2761   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2762       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2763     return 0;
2764
2765   /* We need alias.  */
2766   init_alias_analysis ();
2767
2768   bytes_used = 0;
2769   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2770   alloc_gcse_mem ();
2771
2772   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2773   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2774   if (flag_gcse_lm)
2775     compute_ld_motion_mems ();
2776
2777   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2778   if (flag_gcse_lm)
2779     trim_ld_motion_mems ();
2780   if (dump_file)
2781     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2782
2783   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2784     {
2785       struct edge_list *edge_list;
2786       alloc_pre_mem (last_basic_block_for_fn (cfun), expr_hash_table.n_elems);
2787       edge_list = compute_pre_data ();
2788       changed |= pre_gcse (edge_list);
2789       free_edge_list (edge_list);
2790       free_pre_mem ();
2791     }
2792
2793   if (flag_gcse_lm)
2794     free_ld_motion_mems ();
2795   remove_fake_exit_edges ();
2796   free_hash_table (&expr_hash_table);
2797
2798   free_gcse_mem ();
2799   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2800
2801   /* We are finished with alias.  */
2802   end_alias_analysis ();
2803
2804   if (dump_file)
2805     {
2806       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2807                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
2808                bytes_used);
2809       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2810                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2811     }
2812
2813   return changed;
2814 }
2815 \f
2816 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2817    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2818    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2819    that note, because the following loop optimization pass requires
2820    them.  */
2821
2822 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2823    then we would not need to do this here, because jump would add the
2824    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2825
2826 static void
2827 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2828 {
2829   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2830   int i, j;
2831   const char *fmt;
2832
2833   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2834     {
2835       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2836          avoid flow generating (slightly) worse code.
2837
2838          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2839          mark_jump_label for additional information).  */
2840
2841       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2842          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2843          notes.  */
2844       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2845       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, LABEL_REF_LABEL (x));
2846
2847       if (LABEL_P (LABEL_REF_LABEL (x)))
2848         LABEL_NUSES (LABEL_REF_LABEL (x))++;
2849
2850       return;
2851     }
2852
2853   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2854     {
2855       if (fmt[i] == 'e')
2856         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2857       else if (fmt[i] == 'E')
2858         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2859           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2860     }
2861 }
2862
2863 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2864
2865 /* Very busy expressions.  */
2866 static sbitmap *hoist_vbein;
2867 static sbitmap *hoist_vbeout;
2868
2869 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2870    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2871    more effective than the tail merging code in jump.c.
2872
2873    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2874    code hoisting.  It would be nice.  */
2875
2876 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2877
2878 static void
2879 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2880 {
2881   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2882   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2883   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2884
2885   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2886   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2887 }
2888
2889 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2890
2891 static void
2892 free_code_hoist_mem (void)
2893 {
2894   sbitmap_vector_free (antloc);
2895   sbitmap_vector_free (transp);
2896   sbitmap_vector_free (comp);
2897
2898   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2899   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2900
2901   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2902 }
2903
2904 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2905
2906    An expression is very busy if all paths from a given point
2907    compute the expression.  */
2908
2909 static void
2910 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2911 {
2912   int changed, passes;
2913   basic_block bb;
2914
2915   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block_for_fn (cfun));
2916   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block_for_fn (cfun));
2917
2918   passes = 0;
2919   changed = 1;
2920
2921   while (changed)
2922     {
2923       changed = 0;
2924
2925       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2926          the convergence.  */
2927       FOR_EACH_BB_REVERSE_FN (bb, cfun)
2928         {
2929           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2930             {
2931               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2932                                             hoist_vbein, bb);
2933
2934               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2935                  in BB and available at its end.  */
2936               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2937                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2938             }
2939
2940           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2941                                               antloc[bb->index],
2942                                               hoist_vbeout[bb->index],
2943                                               transp[bb->index]);
2944         }
2945
2946       passes++;
2947     }
2948
2949   if (dump_file)
2950     {
2951       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2952
2953       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2954         {
2955           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2956           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2957           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2958           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2959         }
2960     }
2961 }
2962
2963 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2964
2965 static void
2966 compute_code_hoist_data (void)
2967 {
2968   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2969   prune_expressions (false);
2970   compute_code_hoist_vbeinout ();
2971   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2972   if (dump_file)
2973     fprintf (dump_file, "\n");
2974 }
2975
2976 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2977    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2978    maintain live_in information if live range of register referred
2979    in FROM is shrunk.
2980    
2981    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2982    the number by which register pressure is decreased.
2983    
2984    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2985
2986 static int
2987 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx_insn *from)
2988 {
2989   rtx dreg;
2990   rtx_insn *insn;
2991   basic_block succ_bb;
2992   df_ref use, op_ref;
2993   edge succ;
2994   edge_iterator ei;
2995   int decreased_pressure = 0;
2996   int nregs;
2997   enum reg_class pressure_class;
2998
2999   FOR_EACH_INSN_USE (use, from)
3000     {
3001       dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
3002       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
3003          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
3004          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
3005       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
3006         {
3007           succ_bb = succ->dest;
3008           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
3009             continue;
3010
3011           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
3012             break;
3013         }
3014       if (succ != NULL)
3015         continue;
3016
3017       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
3018       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
3019         {
3020           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
3021             continue;
3022
3023           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
3024           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
3025               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
3026             break;
3027         }
3028
3029       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
3030       /* Decrease register pressure and update live_in information for
3031          this block.  */
3032       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
3033         {
3034           decreased_pressure += nregs;
3035           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3036           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
3037         }
3038     }
3039   return decreased_pressure;
3040 }
3041
3042 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
3043    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
3044    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
3045
3046    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
3047    hoisted up in flow graph.
3048
3049    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
3050    for each basic block.
3051
3052    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
3053    for storing EXPR.
3054
3055    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
3056    EXPR is hoisted.
3057
3058    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
3059
3060    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
3061    to me that the expression must either be computed or transparent in
3062    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
3063    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
3064    the expression wasn't a loop invariant.
3065
3066    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
3067    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
3068    paths.  */
3069
3070 static int
3071 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct gcse_expr *expr,
3072                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
3073                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
3074                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx_insn *from)
3075 {
3076   unsigned int i;
3077   edge pred;
3078   edge_iterator ei;
3079   sbitmap_iterator sbi;
3080   int visited_allocated_locally = 0;
3081   int decreased_pressure = 0;
3082
3083   if (flag_ira_hoist_pressure)
3084     {
3085       /* Record old information of basic block BB when it is visited
3086          at the first time.  */
3087       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
3088         {
3089           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
3090           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
3091           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
3092         }
3093       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
3094     }
3095   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
3096      is exhausted.  */
3097   if (distance > 0)
3098     {
3099       if (flag_ira_hoist_pressure)
3100         {
3101           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
3102           if (decreased_pressure > *nregs)
3103             distance += bb_size[bb->index];
3104           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
3105              of following conditions is satisfied:
3106
3107              1. The basic block has low register pressure.
3108              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
3109
3110              Constant expressions is handled conservatively, because
3111              hoisting constant expression aggressively results in worse
3112              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
3113              on ARM target, while it has no obvious effect on other
3114              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
3115           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
3116                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3117                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
3118                        && decreased_pressure < *nregs))
3119             distance -= bb_size[bb->index];
3120         }
3121       else
3122         distance -= bb_size[bb->index];
3123
3124       if (distance <= 0)
3125         return 0;
3126     }
3127   else
3128     gcc_assert (distance == 0);
3129
3130   if (visited == NULL)
3131     {
3132       visited_allocated_locally = 1;
3133       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
3134       bitmap_clear (visited);
3135     }
3136
3137   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3138     {
3139       basic_block pred_bb = pred->src;
3140
3141       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
3142         break;
3143       else if (pred_bb == expr_bb)
3144         continue;
3145       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
3146         continue;
3147       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3148         break;
3149       /* Not killed.  */
3150       else
3151         {
3152           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
3153           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
3154                                           visited, distance, bb_size,
3155                                           pressure_class, nregs,
3156                                           hoisted_bbs, from))
3157             break;
3158         }
3159     }
3160   if (visited_allocated_locally)
3161     {
3162       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
3163          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
3164       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
3165         {
3166           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
3167           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
3168           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
3169             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
3170         }
3171       sbitmap_free (visited);
3172     }
3173
3174   return (pred == NULL);
3175 }
3176 \f
3177 /* Find occurrence in BB.  */
3178
3179 static struct gcse_occr *
3180 find_occr_in_bb (struct gcse_occr *occr, basic_block bb)
3181 {
3182   /* Find the right occurrence of this expression.  */
3183   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
3184     occr = occr->next;
3185
3186   return occr;
3187 }
3188
3189 /* Actually perform code hoisting.
3190
3191    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
3192    expression along dominated path to a dominating basic block, like
3193    from b2/b3 to b1 as depicted below:
3194
3195           b1      ------
3196           /\         |
3197          /  \        |
3198         bx   by   distance
3199        /      \      |
3200       /        \     |
3201      b2        b3 ------
3202
3203    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3204    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3205    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3206    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3207    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3208    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3209    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3210    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3211    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3212
3213    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3214    hoist based on upper method.  The rationale is:
3215      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3216         facility.
3217      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3218         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3219         register pressure will be increased because of extended live
3220         range of output.  However, register pressure will be decreased
3221         if the live ranges of inputs are shrunk.
3222      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3223         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3224         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3225      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3226         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3227         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3228         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3229         pressure.
3230      5. Update register pressure information for basic blocks through
3231         which expression is hoisted.  */
3232
3233 static int
3234 hoist_code (void)
3235 {
3236   basic_block bb, dominated;
3237   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3238   unsigned int dom_tree_walk_index;
3239   vec<basic_block> domby;
3240   unsigned int i, j, k;
3241   struct gcse_expr **index_map;
3242   struct gcse_expr *expr;
3243   int *to_bb_head;
3244   int *bb_size;
3245   int changed = 0;
3246   struct bb_data *data;
3247   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3248   bitmap from_bbs;
3249   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3250   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3251   bitmap_iterator bi;
3252
3253   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3254      hash table entry.  */
3255
3256   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
3257   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3258     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3259       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3260
3261   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3262      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3263      data to restrict distance an expression can travel.  */
3264
3265   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3266   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block_for_fn (cfun));
3267
3268   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3269     {
3270       rtx_insn *insn;
3271       int to_head;
3272
3273       to_head = 0;
3274       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3275         {
3276           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3277              decision choices.  */
3278           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3279             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3280         }
3281
3282       bb_size[bb->index] = to_head;
3283     }
3284
3285   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs) == 1
3286               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
3287                   == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb));
3288
3289   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3290   if (flag_ira_hoist_pressure)
3291     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3292
3293   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3294                                             ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb);
3295
3296   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3297      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3298   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3299     {
3300       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3301
3302       if (domby.length () == 0)
3303         continue;
3304
3305       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3306          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3307       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3308         {
3309           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3310             {
3311               int nregs = 0;
3312               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3313               /* Current expression.  */
3314               struct gcse_expr *expr = index_map[i];
3315               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3316               int hoistable = 0;
3317               /* Occurrences reachable from BB.  */
3318               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3319               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3320                  note when we've inserted it.  */
3321               int insn_inserted_p;
3322               occr_t occr;
3323
3324               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3325                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3326               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3327                 {
3328                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3329
3330                   if (occr)
3331                     {
3332                       /* An occurrence might've been already deleted
3333                          while processing a dominator of BB.  */
3334                       if (!occr->deleted_p)
3335                         {
3336                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3337                           hoistable++;
3338                         }
3339                     }
3340                   else
3341                     hoistable++;
3342                 }
3343
3344               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3345                  we look at every block BB dominates to see if it
3346                  computes the expression.  */
3347               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3348                 {
3349                   int max_distance;
3350
3351                   /* Ignore self dominance.  */
3352                   if (bb == dominated)
3353                     continue;
3354                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3355                      the busy expression and whether or not moving that
3356                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3357                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3358                     continue;
3359
3360                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3361                   gcc_assert (occr);
3362
3363                   /* An occurrence might've been already deleted
3364                      while processing a dominator of BB.  */
3365                   if (occr->deleted_p)
3366                     continue;
3367                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3368
3369                   max_distance = expr->max_distance;
3370                   if (max_distance > 0)
3371                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3372                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3373                        only part of it.  */
3374                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3375                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3376
3377                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3378                                                                  &nregs);
3379
3380                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3381                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3382
3383                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3384                      from a dominated block into BB.  */
3385                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3386                                                 max_distance, bb_size,
3387                                                 pressure_class, &nregs,
3388                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3389                     {
3390                       hoistable++;
3391                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3392                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3393                     }
3394                 }
3395
3396               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3397                  expression, then note it in the vector of expressions to
3398                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3399                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3400                  allocation.  One could increase this value to try harder
3401                  to avoid any possible code expansion due to register
3402                  allocation issues; however experiments have shown that
3403                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3404                  from two successors, so raising this threshold is likely
3405                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3406               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3407                 {
3408                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3409                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3410                      time looking for LCA in this case.  */
3411                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3412                     {
3413                       basic_block lca;
3414
3415                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3416                                                               from_bbs);
3417                       if (lca != bb)
3418                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3419                            LCA.  */
3420                         occrs_to_hoist.release ();
3421                     }
3422                 }
3423               else
3424                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3425                 occrs_to_hoist.release ();
3426
3427               if (flag_ira_hoist_pressure
3428                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3429                 {
3430                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3431                      expr is hoisted because of extended live range of
3432                      output.  */
3433                   data = BB_DATA (bb);
3434                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3435                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3436                     {
3437                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3438                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3439                     }
3440                 }
3441               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3442                 {
3443                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3444                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3445                      hoisted.  */
3446                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3447                     {
3448                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3449                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3450                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3451                           = data->old_pressure;
3452                     }
3453                 }
3454
3455               if (flag_ira_hoist_pressure)
3456                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3457
3458               insn_inserted_p = 0;
3459
3460               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3461                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3462               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3463                 {
3464                   rtx_insn *insn;
3465                   const_rtx set;
3466
3467                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3468
3469                   insn = occr->insn;
3470                   set = single_set_gcse (insn);
3471
3472                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3473                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3474                      from the mode of the original destination pseudo.
3475
3476                      It is important to use new pseudos whenever we
3477                      emit a set.  This will allow reload to use
3478                      rematerialization for such registers.  */
3479                   if (!insn_inserted_p)
3480                     expr->reaching_reg
3481                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3482
3483                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3484                                         insn);
3485                   delete_insn (insn);
3486                   occr->deleted_p = 1;
3487                   changed = 1;
3488                   gcse_subst_count++;
3489
3490                   if (!insn_inserted_p)
3491                     {
3492                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3493                       insn_inserted_p = 1;
3494                     }
3495                 }
3496
3497               occrs_to_hoist.release ();
3498               bitmap_clear (from_bbs);
3499             }
3500         }
3501       domby.release ();
3502     }
3503
3504   dom_tree_walk.release ();
3505   BITMAP_FREE (from_bbs);
3506   if (flag_ira_hoist_pressure)
3507     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3508
3509   free (bb_size);
3510   free (to_bb_head);
3511   free (index_map);
3512
3513   return changed;
3514 }
3515
3516 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3517    *NREGS) of register REGNO.  */
3518 static enum reg_class
3519 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3520 {
3521   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3522     {
3523       enum reg_class pressure_class;
3524
3525       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3526       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3527       *nregs
3528         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3529       return pressure_class;
3530     }
3531   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3532            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3533     {
3534       *nregs = 1;
3535       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3536     }
3537   else
3538     {
3539       *nregs = 0;
3540       return NO_REGS;
3541     }
3542 }
3543
3544 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3545    for destination of INSN. */
3546 static enum reg_class
3547 get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs)
3548 {
3549   rtx reg;
3550   enum reg_class pressure_class;
3551   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
3552
3553   reg = SET_DEST (set);
3554   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3555     reg = SUBREG_REG (reg);
3556   if (MEM_P (reg))
3557     {
3558       *nregs = 0;
3559       pressure_class = NO_REGS;
3560     }
3561   else
3562     {
3563       gcc_assert (REG_P (reg));
3564       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3565       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3566       *nregs
3567         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3568     }
3569   return pressure_class;
3570 }
3571
3572 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3573    register REGNO.  */
3574 static void
3575 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3576 {
3577   int nregs;
3578   enum reg_class pressure_class;
3579
3580   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3581   if (! incr_p)
3582     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3583   else
3584     {
3585       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3586       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3587           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3588         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3589           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3590     }
3591 }
3592
3593 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3594    from last to first.  */
3595 static void
3596 calculate_bb_reg_pressure (void)
3597 {
3598   int i;
3599   unsigned int j;
3600   rtx_insn *insn;
3601   basic_block bb;
3602   bitmap curr_regs_live;
3603   bitmap_iterator bi;
3604
3605
3606   ira_setup_eliminable_regset ();
3607   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3608   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3609     {
3610       curr_bb = bb;
3611       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3612       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3613       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3614       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3615       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3616         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3617       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3618         change_pressure (j, true);
3619
3620       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3621         {
3622           rtx dreg;
3623           int regno;
3624           df_ref def, use;
3625
3626           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3627             continue;
3628
3629           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
3630             {
3631               dreg = DF_REF_REAL_REG (def);
3632               gcc_assert (REG_P (dreg));
3633               regno = REGNO (dreg);
3634               if (!(DF_REF_FLAGS (def)
3635                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3636                 {
3637                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3638                     change_pressure (regno, false);
3639                 }
3640             }
3641
3642           FOR_EACH_INSN_USE (use, insn)
3643             {
3644               dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
3645               gcc_assert (REG_P (dreg));
3646               regno = REGNO (dreg);
3647               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3648                 change_pressure (regno, true);
3649             }
3650         }
3651     }
3652   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3653
3654   if (dump_file == NULL)
3655     return;
3656
3657   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3658   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3659     {
3660       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3661       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3662         {
3663           enum reg_class pressure_class;
3664
3665           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3666           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3667             continue;
3668
3669           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3670                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3671         }
3672     }
3673   fprintf (dump_file, "\n");
3674 }
3675
3676 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3677
3678    Return nonzero if a change was made.  */
3679
3680 static int
3681 one_code_hoisting_pass (void)
3682 {
3683   int changed = 0;
3684
3685   gcse_subst_count = 0;
3686   gcse_create_count = 0;
3687
3688   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3689   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3690       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3691     return 0;
3692
3693   doing_code_hoisting_p = true;
3694
3695   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3696   if (flag_ira_hoist_pressure)
3697     {
3698       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3699       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3700       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3701       calculate_bb_reg_pressure ();
3702       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3703     }
3704
3705   /* We need alias.  */
3706   init_alias_analysis ();
3707
3708   bytes_used = 0;
3709   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3710   alloc_gcse_mem ();
3711
3712   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3713   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3714   if (dump_file)
3715     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3716
3717   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3718     {
3719       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block_for_fn (cfun),
3720                             expr_hash_table.n_elems);
3721       compute_code_hoist_data ();
3722       changed = hoist_code ();
3723       free_code_hoist_mem ();
3724     }
3725
3726   if (flag_ira_hoist_pressure)
3727     {
3728       free_aux_for_blocks ();
3729       free_reg_info ();
3730     }
3731   free_hash_table (&expr_hash_table);
3732   free_gcse_mem ();
3733   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3734
3735   /* We are finished with alias.  */
3736   end_alias_analysis ();
3737
3738   if (dump_file)
3739     {
3740       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3741                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3742                bytes_used);
3743       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3744                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3745     }
3746
3747   doing_code_hoisting_p = false;
3748
3749   return changed;
3750 }
3751 \f
3752 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3753     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3754     move a load when it is killed only by a store to itself.
3755
3756             int i;
3757             float a[10];
3758
3759             void foo(float scale)
3760             {
3761               for (i=0; i<10; i++)
3762                 a[i] *= scale;
3763             }
3764
3765     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3766     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3767     of the loop.
3768
3769       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3770     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3771     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3772
3773       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3774     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3775     in the loop.  */
3776
3777 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3778    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3779
3780 static struct ls_expr *
3781 ldst_entry (rtx x)
3782 {
3783   int do_not_record_p = 0;
3784   struct ls_expr * ptr;
3785   unsigned int hash;
3786   ls_expr **slot;
3787   struct ls_expr e;
3788
3789   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3790                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3791
3792   e.pattern = x;
3793   slot = pre_ldst_table->find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3794   if (*slot)
3795     return *slot;
3796
3797   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3798
3799   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3800   ptr->expr         = NULL;
3801   ptr->pattern      = x;
3802   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3803   ptr->loads        = NULL;
3804   ptr->stores       = NULL;
3805   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3806   ptr->invalid      = 0;
3807   ptr->index        = 0;
3808   ptr->hash_index   = hash;
3809   pre_ldst_mems     = ptr;
3810   *slot = ptr;
3811
3812   return ptr;
3813 }
3814
3815 /* Free up an individual ldst entry.  */
3816
3817 static void
3818 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3819 {
3820   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3821   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3822
3823   free (ptr);
3824 }
3825
3826 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3827
3828 static void
3829 free_ld_motion_mems (void)
3830 {
3831   delete pre_ldst_table;
3832   pre_ldst_table = NULL;
3833
3834   while (pre_ldst_mems)
3835     {
3836       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3837
3838       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3839
3840       free_ldst_entry (tmp);
3841     }
3842
3843   pre_ldst_mems = NULL;
3844 }
3845
3846 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3847
3848 static void
3849 print_ldst_list (FILE * file)
3850 {
3851   struct ls_expr * ptr;
3852
3853   fprintf (file, "LDST list: \n");
3854
3855   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3856     {
3857       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3858
3859       print_rtl (file, ptr->pattern);
3860
3861       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3862
3863       if (ptr->loads)
3864         print_rtl (file, ptr->loads);
3865       else
3866         fprintf (file, "(nil)");
3867
3868       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3869
3870       if (ptr->stores)
3871         print_rtl (file, ptr->stores);
3872       else
3873         fprintf (file, "(nil)");
3874
3875       fprintf (file, "\n\n");
3876     }
3877
3878   fprintf (file, "\n");
3879 }
3880
3881 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3882
3883 static struct ls_expr *
3884 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3885 {
3886   struct ls_expr e;
3887   ls_expr **slot;
3888   if (!pre_ldst_table)
3889     return NULL;
3890   e.pattern = x;
3891   slot = pre_ldst_table->find_slot (&e, NO_INSERT);
3892   if (!slot || (*slot)->invalid)
3893     return NULL;
3894   return *slot;
3895 }
3896 \f
3897 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3898
3899 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3900    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3901    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3902
3903 static int
3904 simple_mem (const_rtx x)
3905 {
3906   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3907     return 0;
3908
3909   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3910     return 0;
3911
3912   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3913      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3914      continue.  */
3915   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3916     return 0;
3917
3918   if (side_effects_p (x))
3919     return 0;
3920
3921   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3922   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3923     return 0;
3924
3925   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3926     return 0;
3927
3928   return 1;
3929 }
3930
3931 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3932    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3933    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3934    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3935    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3936    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3937    fix it up.  */
3938
3939 static void
3940 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3941 {
3942   const char * fmt;
3943   int i, j;
3944   struct ls_expr * ptr;
3945
3946   /* Invalidate it in the list.  */
3947   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3948     {
3949       ptr = ldst_entry (x);
3950       ptr->invalid = 1;
3951     }
3952
3953   /* Recursively process the insn.  */
3954   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3955
3956   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3957     {
3958       if (fmt[i] == 'e')
3959         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3960       else if (fmt[i] == 'E')
3961         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3962           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3963     }
3964 }
3965
3966 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3967    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3968    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3969    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3970    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3971    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3972    later.  */
3973
3974 static void
3975 compute_ld_motion_mems (void)
3976 {
3977   struct ls_expr * ptr;
3978   basic_block bb;
3979   rtx_insn *insn;
3980
3981   pre_ldst_mems = NULL;
3982   pre_ldst_table = new hash_table<pre_ldst_expr_hasher> (13);
3983
3984   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3985     {
3986       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3987         {
3988           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3989             {
3990               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3991                 {
3992                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3993                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3994                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3995                   rtx src_eq;
3996
3997                   /* Check for a simple LOAD...  */
3998                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3999                     {
4000                       ptr = ldst_entry (src);
4001                       if (REG_P (dest))
4002                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
4003                       else
4004                         ptr->invalid = 1;
4005                     }
4006                   else
4007                     {
4008                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
4009                       invalidate_any_buried_refs (src);
4010                     }
4011
4012                   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
4013                     src_eq = XEXP (note, 0);
4014                   else
4015                     src_eq = NULL_RTX;
4016
4017                   if (src_eq != NULL_RTX
4018                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
4019                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
4020
4021                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
4022                      will block any movement we might do later. We only care
4023                      about this exact pattern since those are the only
4024                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
4025                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
4026                     {
4027                       ptr = ldst_entry (dest);
4028
4029                       if (! MEM_P (src)
4030                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
4031                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
4032                              returns 0 for all REGs.  */
4033                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
4034                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
4035                       else
4036                         ptr->invalid = 1;
4037                     }
4038                 }
4039               else
4040                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
4041             }
4042         }
4043     }
4044 }
4045
4046 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
4047    expression list for pre gcse.  */
4048
4049 static void
4050 trim_ld_motion_mems (void)
4051 {
4052   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
4053   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
4054
4055   while (ptr != NULL)
4056     {
4057       struct gcse_expr * expr;
4058
4059       /* Delete if entry has been made invalid.  */
4060       if (! ptr->invalid)
4061         {
4062           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
4063           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
4064
4065           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
4066                expr != NULL;
4067                expr = expr->next_same_hash)
4068             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
4069               break;
4070         }
4071       else
4072         expr = (struct gcse_expr *) 0;
4073
4074       if (expr)
4075         {
4076           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
4077           ptr->expr = expr;
4078           last = & ptr->next;
4079           ptr = ptr->next;
4080         }
4081       else
4082         {
4083           *last = ptr->next;
4084           pre_ldst_table->remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
4085           free_ldst_entry (ptr);
4086           ptr = * last;
4087         }
4088     }
4089
4090   /* Show the world what we've found.  */
4091   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
4092     print_ldst_list (dump_file);
4093 }
4094
4095 /* This routine will take an expression which we are replacing with
4096    a reaching register, and update any stores that are needed if
4097    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
4098    copying their SRC to the reaching register, and then storing
4099    the reaching register into the store location. These keeps the
4100    correct value in the reaching register for the loads.  */
4101
4102 static void
4103 update_ld_motion_stores (struct gcse_expr * expr)
4104 {
4105   struct ls_expr * mem_ptr;
4106
4107   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
4108     {
4109       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
4110          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
4111          dead and should be eliminated later.  */
4112
4113       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
4114          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
4115          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
4116          (set reg expr) in that insn.  */
4117       rtx list = mem_ptr->stores;
4118
4119       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
4120         {
4121           rtx_insn *insn = as_a <rtx_insn *> (XEXP (list, 0));
4122           rtx pat = PATTERN (insn);
4123           rtx src = SET_SRC (pat);
4124           rtx reg = expr->reaching_reg;
4125           rtx copy;
4126
4127           /* If we've already copied it, continue.  */
4128           if (expr->reaching_reg == src)
4129             continue;
4130
4131           if (dump_file)
4132             {
4133               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
4134               print_rtl (dump_file, reg);
4135               fprintf (dump_file, ":\n  ");
4136               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
4137               fprintf (dump_file, "\n");
4138             }
4139
4140           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
4141           emit_insn_before (copy, insn);
4142           SET_SRC (pat) = reg;
4143           df_insn_rescan (insn);
4144
4145           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
4146           INSN_CODE (insn) = -1;
4147           gcse_create_count++;
4148         }
4149     }
4150 }
4151 \f
4152 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
4153    optimization about to be performed.  */
4154
4155 static bool
4156 is_too_expensive (const char *pass)
4157 {
4158   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4159      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4160      particularly useful.
4161
4162      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4163      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4164      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4165      threshold the number of blocks, uses something with a more
4166      graceful degradation.  */
4167   if (n_edges_for_fn (cfun) > 20000 + n_basic_blocks_for_fn (cfun) * 4)
4168     {
4169       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4170                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4171                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun),
4172                n_edges_for_fn (cfun) / n_basic_blocks_for_fn (cfun));
4173
4174       return true;
4175     }
4176
4177   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
4178      storage it's better just to disable the optimization.  */
4179   if ((n_basic_blocks_for_fn (cfun)
4180        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4181        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4182     {
4183       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4184                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4185                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun), max_reg_num ());
4186
4187       return true;
4188     }
4189
4190   return false;
4191 }
4192 \f
4193 static unsigned int
4194 execute_rtl_pre (void)
4195 {
4196   int changed;
4197   delete_unreachable_blocks ();
4198   df_analyze ();
4199   changed = one_pre_gcse_pass ();
4200   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4201   if (changed)
4202     cleanup_cfg (0);
4203   return 0;
4204 }
4205
4206 static unsigned int
4207 execute_rtl_hoist (void)
4208 {
4209   int changed;
4210   delete_unreachable_blocks ();
4211   df_analyze ();
4212   changed = one_code_hoisting_pass ();
4213   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4214   if (changed)
4215     cleanup_cfg (0);
4216   return 0;
4217 }
4218
4219 namespace {
4220
4221 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4222 {
4223   RTL_PASS, /* type */
4224   "rtl pre", /* name */
4225   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4226   TV_PRE, /* tv_id */
4227   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4228   0, /* properties_provided */
4229   0, /* properties_destroyed */
4230   0, /* todo_flags_start */
4231   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4232 };
4233
4234 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4235 {
4236 public:
4237   pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4238     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_pre, ctxt)
4239   {}
4240
4241   /* opt_pass methods: */
4242   virtual bool gate (function *);
4243   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_pre (); }
4244
4245 }; // class pass_rtl_pre
4246
4247 /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
4248    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4249    setjmp.
4250    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4251
4252 bool
4253 pass_rtl_pre::gate (function *fun)
4254 {
4255   return optimize > 0 && flag_gcse
4256     && !fun->calls_setjmp
4257     && optimize_function_for_speed_p (fun)
4258     && dbg_cnt (pre);
4259 }
4260
4261 } // anon namespace
4262
4263 rtl_opt_pass *
4264 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4265 {
4266   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4267 }
4268
4269 namespace {
4270
4271 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4272 {
4273   RTL_PASS, /* type */
4274   "hoist", /* name */
4275   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4276   TV_HOIST, /* tv_id */
4277   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4278   0, /* properties_provided */
4279   0, /* properties_destroyed */
4280   0, /* todo_flags_start */
4281   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4282 };
4283
4284 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4285 {
4286 public:
4287   pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4288     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4289   {}
4290
4291   /* opt_pass methods: */
4292   virtual bool gate (function *);
4293   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_hoist (); }
4294
4295 }; // class pass_rtl_hoist
4296
4297 bool
4298 pass_rtl_hoist::gate (function *)
4299 {
4300   return optimize > 0 && flag_gcse
4301     && !cfun->calls_setjmp
4302     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4303        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4304        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4305     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4306     && dbg_cnt (hoist);
4307 }
4308
4309 } // anon namespace
4310
4311 rtl_opt_pass *
4312 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4313 {
4314   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4315 }
4316
4317 /* Reset all state within gcse.c so that we can rerun the compiler
4318    within the same process.  For use by toplev::finalize.  */
4319
4320 void
4321 gcse_c_finalize (void)
4322 {
4323   test_insn = NULL;
4324 }
4325
4326 #include "gt-gcse.h"