Merge from vendor branch AWK:
[dragonfly.git] / contrib / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GNU CC.
6
7 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 /* TODO
23    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
24    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
25      calc of how many regs are available in each class and use that to
26      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
27    - dead store elimination
28    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
29      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
30      allows more load motion, particularly out of loops.
31    - ability to realloc sbitmap vectors would allow one initial computation
32      of reg_set_in_block with only subsequent additions, rather than
33      recomputing it for each pass
34
35 */
36
37 /* References searched while implementing this.
38
39    Compilers Principles, Techniques and Tools
40    Aho, Sethi, Ullman
41    Addison-Wesley, 1988
42
43    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
44    E. Morel, C. Renvoise
45    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
46
47    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
48    Frederick Chow
49    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
50
51    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
52    D.M. Dhamdhere
53    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
54
55    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
56    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
57    K-H Drechsler, M.P. Stadel
58    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
59
60    Practical Adaptation of the Global Optimization
61    Algorithm of Morel and Renvoise
62    D.M. Dhamdhere
63    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
64
65    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
66    Dependence Graph
67    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
68    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
69
70    Lazy Code Motion
71    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
72    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
73
74    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
75    Time for Reducible Flow Control
76    Thomas Ball
77    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
78    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
79
80    An Efficient Representation for Sparse Sets
81    Preston Briggs, Linda Torczon
82    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
83    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
84
85    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
86    K-H Drechsler, M.P. Stadel
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
88
89    Partial Dead Code Elimination
90    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    Effective Partial Redundancy Elimination
94    P. Briggs, K.D. Cooper
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
98    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
99    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
100
101    Optimal Code Motion: Theory and Practice
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
104
105    The power of assignment motion
106    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Global code motion / global value numbering
110    C. Click
111    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
112
113    Value Driven Redundancy Elimination
114    L.T. Simpson
115    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
116
117    Value Numbering
118    L.T. Simpson
119    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
120
121    High Performance Compilers for Parallel Computing
122    Michael Wolfe
123    Addison-Wesley, 1996
124
125    Advanced Compiler Design and Implementation
126    Steven Muchnick
127    Morgan Kaufmann, 1997
128
129    People wishing to speed up the code here should read:
130      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
131      B.G. Ryder, M.C. Paull
132      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
133
134      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
135      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
136      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
137
138    People wishing to do something different can find various possibilities
139    in the above papers and elsewhere.
140 */
141
142 #include "config.h"
143 #include "system.h"
144 #include "toplev.h"
145
146 #include "rtl.h"
147 #include "regs.h"
148 #include "hard-reg-set.h"
149 #include "flags.h"
150 #include "real.h"
151 #include "insn-config.h"
152 #include "recog.h"
153 #include "basic-block.h"
154 #include "output.h"
155 #include "expr.h" 
156
157 #include "obstack.h"
158 #define obstack_chunk_alloc gmalloc
159 #define obstack_chunk_free free
160
161 /* Maximum number of passes to perform.  */
162 #define MAX_PASSES 1
163
164 /* Propagate flow information through back edges and thus enable PRE's
165    moving loop invariant calculations out of loops.
166
167    Originally this tended to create worse overall code, but several
168    improvements during the development of PRE seem to have made following
169    back edges generally a win.
170
171    Note much of the loop invariant code motion done here would normally
172    be done by loop.c, which has more heuristics for when to move invariants
173    out of loops.  At some point we might need to move some of those
174    heuristics into gcse.c.  */
175 #define FOLLOW_BACK_EDGES 1
176
177 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
178    are a superset of those done by GCSE.
179
180    We perform the following steps:
181
182    1) Compute basic block information.
183
184    2) Compute table of places where registers are set.
185
186    3) Perform copy/constant propagation.
187
188    4) Perform global cse.
189
190    5) Perform another pass of copy/constant propagation.
191
192    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
193    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
194    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
195    GCSE will try to use an existing register containing the common
196    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
197    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
198
199    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
200    (set (pseudo-reg) (expression)).
201    Function want_to_gcse_p says what these are.
202
203    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
204    partially redundant).
205
206    Eventually it would be nice to replace cse.c/gcse.c with SSA (static single
207    assignment) based GVN (global value numbering).  L. T. Simpson's paper
208    (Rice University) on value numbering is a useful reference for this.
209
210    **********************
211
212    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
213    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
214    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
215    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
216    the expense.
217
218    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
219    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
220    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
221    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
222
223    It was found doing copy propagation between each pass enables further
224    substitutions.
225
226    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
227    awhile to converge.  Hence we only perform one pass.  Macro MAX_PASSES can
228    be modified if one wants to experiment.
229
230    **********************
231
232    The steps for PRE are:
233
234    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
235
236    2) Perform the data flow analysis for PRE.
237
238    3) Delete the redundant instructions
239
240    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
241       redundant instructions fully redundant.
242
243    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
244       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
245
246    The deletion is done first so that when we do insertions we
247    know which pseudo reg to use.
248
249    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
250    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
251    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
252
253    PRE GCSE depends heavily on the second CSE pass to clean up the copies
254    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
255    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
256    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
257    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
258    each register in each block and thus can try to use an existing register.
259
260    **********************
261
262    A fair bit of simplicity is created by creating small functions for simple
263    tasks, even when the function is only called in one place.  This may
264    measurably slow things down [or may not] by creating more function call
265    overhead than is necessary.  The source is laid out so that it's trivial
266    to make the affected functions inline so that one can measure what speed
267    up, if any, can be achieved, and maybe later when things settle things can
268    be rearranged.
269
270    Help stamp out big monolithic functions!  */
271 \f
272 /* GCSE global vars.  */
273
274 /* -dG dump file.  */
275 static FILE *gcse_file;
276
277 /* Note whether or not we should run jump optimization after gcse.  We
278    want to do this for two cases.
279
280     * If we changed any jumps via cprop.
281
282     * If we added any labels via edge splitting.  */
283
284 static int run_jump_opt_after_gcse;
285
286 /* Element I is a list of I's predecessors/successors.  */
287 static int_list_ptr *s_preds;
288 static int_list_ptr *s_succs;
289
290 /* Element I is the number of predecessors/successors of basic block I.  */
291 static int *num_preds;
292 static int *num_succs;
293
294 /* Bitmaps are normally not included in debugging dumps.
295    However it's useful to be able to print them from GDB.
296    We could create special functions for this, but it's simpler to
297    just allow passing stderr to the dump_foo fns.  Since stderr can
298    be a macro, we store a copy here.  */
299 static FILE *debug_stderr;
300
301 /* An obstack for our working variables.  */
302 static struct obstack gcse_obstack;
303
304 /* Non-zero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
305    This is trivially true for integer and floating point values.
306    It may or may not be true for condition codes.  */
307 static char can_copy_p[(int) NUM_MACHINE_MODES];
308
309 /* Non-zero if can_copy_p has been initialized.  */
310 static int can_copy_init_p;
311
312 /* Hash table of expressions.  */
313
314 struct expr
315 {
316   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
317   rtx expr;
318   /* Index in the available expression bitmaps.  */
319   int bitmap_index;
320   /* Next entry with the same hash.  */
321   struct expr *next_same_hash;
322   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
323      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
324      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
325      to the occurrence and the output is not used between the start of
326      the block and the occurrence.  */
327   struct occr *antic_occr;
328   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
329      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
330      basic block and the operands are not modified by following statements in
331      the basic block [including this insn].  */
332   struct occr *avail_occr;
333   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
334      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
335      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
336   rtx reaching_reg;
337 };
338
339 /* Occurrence of an expression.
340    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
341    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
342
343 struct occr
344 {
345   /* Next occurrence of this expression.  */
346   struct occr *next;
347   /* The insn that computes the expression.  */
348   rtx insn;
349   /* Non-zero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
350   char deleted_p;
351   /* Non-zero if this [available] occurrence has been copied to
352      reaching_reg.  */
353   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
354      the same byte.  */
355   char copied_p;
356 };
357
358 /* Expression and copy propagation hash tables.
359    Each hash table is an array of buckets.
360    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
361    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
362    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
363    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
364    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
365    Someday I'll perform the computation and figure it out.
366 */
367
368 /* Total size of the expression hash table, in elements.  */
369 static int expr_hash_table_size;
370 /* The table itself.
371    This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
372 static struct expr **expr_hash_table;
373
374 /* Total size of the copy propagation hash table, in elements.  */
375 static int set_hash_table_size;
376 /* The table itself.
377    This is an array of `set_hash_table_size' elements.  */
378 static struct expr **set_hash_table;
379
380 /* Mapping of uids to cuids.
381    Only real insns get cuids.  */
382 static int *uid_cuid;
383
384 /* Highest UID in UID_CUID.  */
385 static int max_uid;
386
387 /* Get the cuid of an insn.  */
388 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
389
390 /* Number of cuids.  */
391 static int max_cuid;
392
393 /* Mapping of cuids to insns.  */
394 static rtx *cuid_insn;
395
396 /* Get insn from cuid.  */
397 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
398
399 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
400    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
401    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
402 static int max_gcse_regno;
403
404 /* Maximum number of cse-able expressions found.  */
405 static int n_exprs;
406 /* Maximum number of assignments for copy propagation found.  */
407 static int n_sets;
408
409 /* Table of registers that are modified.
410    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
411    is set.
412
413    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
414    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
415    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
416
417    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps
418    (num-bbs x num-regs)
419    [however perhaps it may be useful to keep the data as is].
420    One advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is
421    fairly sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be
422    fairly dense [relatively speaking].
423    And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
424    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
425    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
426    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
427    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
428    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
429    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
430    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over hard-regs
431    stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
432
433 typedef struct reg_set {
434   /* The next setting of this register.  */
435   struct reg_set *next;
436   /* The insn where it was set.  */
437   rtx insn;
438 } reg_set;
439 static reg_set **reg_set_table;
440 /* Size of `reg_set_table'.
441    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
442    necessary.  */
443 static int reg_set_table_size;
444 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
445 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
446
447 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
448    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
449    the start of the basic block.  */
450 static sbitmap reg_set_bitmap;
451
452 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
453    This is used by expr_killed_p and compute_transp.
454    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
455    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
456    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
457 static sbitmap *reg_set_in_block;
458
459 /* For each block, non-zero if memory is set in that block.
460    This is computed during hash table computation and is used by
461    expr_killed_p and compute_transp.
462    ??? Handling of memory is very simple, we don't make any attempt
463    to optimize things (later).
464    ??? This can be computed by compute_sets since the information
465    doesn't change.  */
466 static char *mem_set_in_block;
467
468 /* Various variables for statistics gathering.  */
469
470 /* Memory used in a pass.
471    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
472    to keep an eye on memory usage.  */
473 static int bytes_used;
474 /* GCSE substitutions made.  */
475 static int gcse_subst_count;
476 /* Number of copy instructions created.  */
477 static int gcse_create_count;
478 /* Number of constants propagated.  */
479 static int const_prop_count;
480 /* Number of copys propagated.  */
481 static int copy_prop_count;
482
483 extern char *current_function_name;
484 extern int current_function_calls_setjmp;
485 \f
486 /* These variables are used by classic GCSE.
487    Normally they'd be defined a bit later, but `rd_gen' needs to
488    be declared sooner.  */
489
490 /* A bitmap of all ones for implementing the algorithm for available
491    expressions and reaching definitions.  */
492 /* ??? Available expression bitmaps have a different size than reaching
493    definition bitmaps.  This should be the larger of the two, however, it
494    is not currently used for reaching definitions.  */
495 static sbitmap u_bitmap;
496
497 /* Each block has a bitmap of each type.
498    The length of each blocks bitmap is:
499
500        max_cuid  - for reaching definitions
501        n_exprs - for available expressions
502
503    Thus we view the bitmaps as 2 dimensional arrays.  i.e.
504    rd_kill[block_num][cuid_num]
505    ae_kill[block_num][expr_num]
506 */
507
508 /* For reaching defs */
509 static sbitmap *rd_kill, *rd_gen, *reaching_defs, *rd_out;
510
511 /* for available exprs */
512 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen, *ae_in, *ae_out;
513
514 \f
515 static void compute_can_copy      PROTO ((void));
516
517 static char *gmalloc              PROTO ((unsigned int));
518 static char *grealloc            PROTO ((char *, unsigned int));
519 static char *gcse_alloc        PROTO ((unsigned long));
520 static void alloc_gcse_mem          PROTO ((rtx));
521 static void free_gcse_mem            PROTO ((void));
522 static void alloc_reg_set_mem    PROTO ((int));
523 static void free_reg_set_mem      PROTO ((void));
524 static void record_one_set          PROTO ((int, rtx));
525 static void record_set_info        PROTO ((rtx, rtx));
526 static void compute_sets              PROTO ((rtx));
527
528 static void hash_scan_insn          PROTO ((rtx, int, int));
529 static void hash_scan_set            PROTO ((rtx, rtx, int));
530 static void hash_scan_clobber    PROTO ((rtx, rtx));
531 static void hash_scan_call          PROTO ((rtx, rtx));
532 static int want_to_gcse_p            PROTO ((rtx));
533 static int oprs_unchanged_p        PROTO ((rtx, rtx, int));
534 static int oprs_anticipatable_p       PROTO ((rtx, rtx));
535 static int oprs_available_p        PROTO ((rtx, rtx));
536 static void insert_expr_in_table      PROTO ((rtx, enum machine_mode,
537                                               rtx, int, int));
538 static void insert_set_in_table       PROTO ((rtx, rtx));
539 static unsigned int hash_expr    PROTO ((rtx, enum machine_mode,
540                                          int *, int));
541 static unsigned int hash_expr_1       PROTO ((rtx, enum machine_mode, int *));
542 static unsigned int hash_set      PROTO ((int, int));
543 static int expr_equiv_p        PROTO ((rtx, rtx));
544 static void record_last_reg_set_info  PROTO ((rtx, int));
545 static void record_last_mem_set_info  PROTO ((rtx));
546 static void record_last_set_info      PROTO ((rtx, rtx));
547 static void compute_hash_table  PROTO ((int));
548 static void alloc_set_hash_table      PROTO ((int));
549 static void free_set_hash_table       PROTO ((void));
550 static void compute_set_hash_table    PROTO ((void));
551 static void alloc_expr_hash_table     PROTO ((int));
552 static void free_expr_hash_table      PROTO ((void));
553 static void compute_expr_hash_table   PROTO ((void));
554 static void dump_hash_table        PROTO ((FILE *, const char *, struct expr **,
555                                            int, int));
556 static struct expr *lookup_expr       PROTO ((rtx));
557 static struct expr *lookup_set  PROTO ((int, rtx));
558 static struct expr *next_set      PROTO ((int, struct expr *));
559 static void reset_opr_set_tables      PROTO ((void));
560 static int oprs_not_set_p            PROTO ((rtx, rtx));
561 static void mark_call            PROTO ((rtx));
562 static void mark_set              PROTO ((rtx, rtx));
563 static void mark_clobber              PROTO ((rtx, rtx));
564 static void mark_oprs_set            PROTO ((rtx));
565
566 static void alloc_cprop_mem        PROTO ((int, int));
567 static void free_cprop_mem          PROTO ((void));
568 static void compute_transp          PROTO ((rtx, int, sbitmap *, int));
569 static void compute_transpout       PROTO ((void));
570 static void compute_local_properties  PROTO ((sbitmap *, sbitmap *,
571                                               sbitmap *, int));
572 static void compute_cprop_avinout     PROTO ((void));
573 static void compute_cprop_data  PROTO ((void));
574 static void find_used_regs          PROTO ((rtx));
575 static int try_replace_reg          PROTO ((rtx, rtx, rtx));
576 static struct expr *find_avail_set    PROTO ((int, rtx));
577 static int cprop_insn            PROTO ((rtx, int));
578 static int cprop                      PROTO ((int));
579 static int one_cprop_pass            PROTO ((int, int));
580
581 static void alloc_pre_mem            PROTO ((int, int));
582 static void free_pre_mem              PROTO ((void));
583 static void compute_pre_data      PROTO ((void));
584 static int pre_expr_reaches_here_p    PROTO ((int, struct expr *,
585                                               int, int, char *));
586 static void insert_insn_end_bb  PROTO ((struct expr *, int, int));
587 static void pre_insert          PROTO ((struct expr **));
588 static void pre_insert_copy_insn      PROTO ((struct expr *, rtx));
589 static void pre_insert_copies    PROTO ((void));
590 static int pre_delete            PROTO ((void));
591 static int pre_gcse                PROTO ((void));
592 static int one_pre_gcse_pass      PROTO ((int));
593
594 static void add_label_notes           PROTO ((rtx, rtx));
595
596 static void alloc_rd_mem              PROTO ((int, int));
597 static void free_rd_mem        PROTO ((void));
598 static void handle_rd_kill_set  PROTO ((rtx, int, int));
599 static void compute_kill_rd        PROTO ((void));
600 static void compute_rd          PROTO ((void));
601 static void alloc_avail_expr_mem      PROTO ((int, int));
602 static void free_avail_expr_mem       PROTO ((void));
603 static void compute_ae_gen          PROTO ((void));
604 static int expr_killed_p              PROTO ((rtx, int));
605 static void compute_ae_kill        PROTO ((void));
606 static void compute_available    PROTO ((void));
607 static int expr_reaches_here_p  PROTO ((struct occr *, struct expr *,
608                                               int, int, char *));
609 static rtx computing_insn            PROTO ((struct expr *, rtx));
610 static int def_reaches_here_p    PROTO ((rtx, rtx));
611 static int can_disregard_other_sets   PROTO ((struct reg_set **, rtx, int));
612 static int handle_avail_expr      PROTO ((rtx, struct expr *));
613 static int classic_gcse        PROTO ((void));
614 static int one_classic_gcse_pass      PROTO ((int));
615
616 \f
617 /* Entry point for global common subexpression elimination.
618    F is the first instruction in the function.  */
619
620 int
621 gcse_main (f, file)
622      rtx f;
623      FILE *file;
624 {
625   int changed, pass;
626   /* Bytes used at start of pass.  */
627   int initial_bytes_used;
628   /* Maximum number of bytes used by a pass.  */
629   int max_pass_bytes;
630   /* Point to release obstack data from for each pass.  */
631   char *gcse_obstack_bottom;
632
633   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
634      setjmp, so just punt to be safe.  */
635   if (current_function_calls_setjmp)
636     return 0;
637    
638   /* Assume that we do not need to run jump optimizations after gcse.  */
639   run_jump_opt_after_gcse = 0;
640
641   /* For calling dump_foo fns from gdb.  */
642   debug_stderr = stderr;
643   gcse_file = file;
644
645   /* Identify the basic block information for this function, including
646      successors and predecessors.  */
647   max_gcse_regno = max_reg_num ();
648   find_basic_blocks (f, max_gcse_regno, file, 1);
649
650   /* Return if there's nothing to do.  */
651   if (n_basic_blocks <= 1)
652     {
653       /* Free storage allocated by find_basic_blocks.  */
654       free_basic_block_vars (0);
655       return 0;
656     }
657
658   /* See what modes support reg/reg copy operations.  */
659   if (! can_copy_init_p)
660     {
661       compute_can_copy ();
662       can_copy_init_p = 1;
663     }
664
665   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
666
667   /* Allocate and compute predecessors/successors.  */
668
669   s_preds = (int_list_ptr *) alloca (n_basic_blocks * sizeof (int_list_ptr));
670   s_succs = (int_list_ptr *) alloca (n_basic_blocks * sizeof (int_list_ptr));
671   num_preds = (int *) alloca (n_basic_blocks * sizeof (int));
672   num_succs = (int *) alloca (n_basic_blocks * sizeof (int));
673   bytes_used = 4 * n_basic_blocks * sizeof (int_list_ptr);
674   compute_preds_succs (s_preds, s_succs, num_preds, num_succs);
675
676   if (file)
677     dump_bb_data (file, s_preds, s_succs, 0);
678
679   /* Record where pseudo-registers are set.
680      This data is kept accurate during each pass.
681      ??? We could also record hard-reg information here
682      [since it's unchanging], however it is currently done during
683      hash table computation.
684
685      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM
686      sets will be subject to code motion one day and thus we need to compute
687      information about memory sets when we build the hash tables.  */
688
689   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
690   compute_sets (f);
691
692   pass = 0;
693   initial_bytes_used = bytes_used;
694   max_pass_bytes = 0;
695   gcse_obstack_bottom = gcse_alloc (1);
696   changed = 1;
697   while (changed && pass < MAX_PASSES)
698     {
699       changed = 0;
700       if (file)
701         fprintf (file, "GCSE pass %d\n\n", pass + 1);
702
703       /* Initialize bytes_used to the space for the pred/succ lists,
704          and the reg_set_table data.  */
705       bytes_used = initial_bytes_used;
706
707       /* Each pass may create new registers, so recalculate each time.  */
708       max_gcse_regno = max_reg_num ();
709
710       alloc_gcse_mem (f);
711
712       /* Don't allow constant propagation to modify jumps
713          during this pass.  */
714       changed = one_cprop_pass (pass + 1, 0);
715
716       if (optimize_size)
717         changed |= one_classic_gcse_pass (pass + 1);
718       else
719         changed |= one_pre_gcse_pass (pass + 1);
720
721       if (max_pass_bytes < bytes_used)
722         max_pass_bytes = bytes_used;
723
724       free_gcse_mem ();
725
726       if (file)
727         {
728           fprintf (file, "\n");
729           fflush (file);
730         }
731       obstack_free (&gcse_obstack, gcse_obstack_bottom);
732       pass++;
733     }
734
735   /* Do one last pass of copy propagation, including cprop into
736      conditional jumps.  */
737
738   max_gcse_regno = max_reg_num ();
739   alloc_gcse_mem (f);
740   /* This time, go ahead and allow cprop to alter jumps.  */
741   one_cprop_pass (pass + 1, 1);
742   free_gcse_mem ();
743
744   if (file)
745     {
746       fprintf (file, "GCSE of %s: %d basic blocks, ",
747                current_function_name, n_basic_blocks);
748       fprintf (file, "%d pass%s, %d bytes\n\n",
749                pass, pass > 1 ? "es" : "", max_pass_bytes);
750     }
751
752   /* Free our obstack.  */
753   obstack_free (&gcse_obstack, NULL_PTR);
754   /* Free reg_set_table.  */
755   free_reg_set_mem ();
756   /* Free storage used to record predecessor/successor data.  */
757   free_bb_mem ();
758   /* Free storage allocated by find_basic_blocks.  */
759   free_basic_block_vars (0);
760   return run_jump_opt_after_gcse;
761 }
762 \f
763 /* Misc. utilities.  */
764
765 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
766
767 static void
768 compute_can_copy ()
769 {
770   int i;
771 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
772   rtx reg,insn;
773 #endif
774   char *free_point = (char *) oballoc (1);
775
776   bzero (can_copy_p, NUM_MACHINE_MODES);
777
778   start_sequence ();
779   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
780     {
781       switch (GET_MODE_CLASS (i))
782         {
783         case MODE_CC :
784 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
785           can_copy_p[i] = 0;
786 #else
787           reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
788           insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
789           if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL_PTR) >= 0)
790             can_copy_p[i] = 1;
791 #endif
792           break;
793         default :
794           can_copy_p[i] = 1;
795           break;
796         }
797     }
798   end_sequence ();
799
800   /* Free the objects we just allocated.  */
801   obfree (free_point);
802 }
803 \f
804 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
805
806 static char *
807 gmalloc (size)
808      unsigned int size;
809 {
810   bytes_used += size;
811   return xmalloc (size);
812 }
813
814 /* Cover function to xrealloc.
815    We don't record the additional size since we don't know it.
816    It won't affect memory usage stats much anyway.  */
817
818 static char *
819 grealloc (ptr, size)
820      char *ptr;
821      unsigned int size;
822 {
823   return xrealloc (ptr, size);
824 }
825
826 /* Cover function to obstack_alloc.
827    We don't need to record the bytes allocated here since
828    obstack_chunk_alloc is set to gmalloc.  */
829
830 static char *
831 gcse_alloc (size)
832      unsigned long size;
833 {
834   return (char *) obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
835 }
836
837 /* Allocate memory for the cuid mapping array,
838    and reg/memory set tracking tables.
839
840    This is called at the start of each pass.  */
841
842 static void
843 alloc_gcse_mem (f)
844      rtx f;
845 {
846   int i,n;
847   rtx insn;
848
849   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.
850      CUIDs are like UIDs except they increase monotonically, have no gaps,
851      and only apply to real insns.  */
852
853   max_uid = get_max_uid ();
854   n = (max_uid + 1) * sizeof (int);
855   uid_cuid = (int *) gmalloc (n);
856   bzero ((char *) uid_cuid, n);
857   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
858     {
859       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
860         INSN_CUID (insn) = i++;
861       else
862         INSN_CUID (insn) = i;
863     }
864
865   /* Create a table mapping cuids to insns.  */
866
867   max_cuid = i;
868   n = (max_cuid + 1) * sizeof (rtx);
869   cuid_insn = (rtx *) gmalloc (n);
870   bzero ((char *) cuid_insn, n);
871   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
872     {
873       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
874         {
875           CUID_INSN (i) = insn;
876           i++;
877         }
878     }
879
880   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
881
882   reg_set_bitmap = (sbitmap) sbitmap_alloc (max_gcse_regno);
883
884   /* Allocate vars to track sets of regs, memory per block.  */
885
886   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks,
887                                                        max_gcse_regno);
888   mem_set_in_block = (char *) gmalloc (n_basic_blocks);
889 }
890
891 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
892
893 static void
894 free_gcse_mem ()
895 {
896   free (uid_cuid);
897   free (cuid_insn);
898
899   free (reg_set_bitmap);
900
901   free (reg_set_in_block);
902   free (mem_set_in_block);
903 }
904
905 \f
906 /* Compute the local properties of each recorded expression.
907    Local properties are those that are defined by the block, irrespective
908    of other blocks.
909
910    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
911    in the block.
912
913    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
914    at least once and expression would contain the same value if the
915    computation was moved to the end of the block.
916
917    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
918    least once and expression would contain the same value if the computation
919    was moved to the beginning of the block.
920
921    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all
922    compute basically the same information and thus can easily share
923    this code.
924
925    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording
926    local properties.  If NULL, then it is not necessary to compute
927    or record that particular property.
928
929    SETP controls which hash table to look at.  If zero, this routine
930    looks at the expr hash table; if nonzero this routine looks at
931    the set hash table.  Additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP,
932    since this is really cprop's ABSALTERED.  */
933  
934 static void
935 compute_local_properties (transp, comp, antloc, setp)
936      sbitmap *transp;
937      sbitmap *comp;
938      sbitmap *antloc;
939      int setp;
940 {
941   int i, hash_table_size;
942   struct expr **hash_table;
943   
944   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
945   if (transp)
946     {
947       if (setp)
948         sbitmap_vector_zero (transp, n_basic_blocks);
949       else
950         sbitmap_vector_ones (transp, n_basic_blocks);
951     }
952   if (comp)
953     sbitmap_vector_zero (comp, n_basic_blocks);
954   if (antloc)
955     sbitmap_vector_zero (antloc, n_basic_blocks);
956
957   /* We use the same code for cprop, pre and hoisting.  For cprop
958      we care about the set hash table, for pre and hoisting we
959      care about the expr hash table.  */
960   hash_table_size = setp ? set_hash_table_size : expr_hash_table_size;
961   hash_table = setp ? set_hash_table : expr_hash_table;
962
963   for (i = 0; i < hash_table_size; i++)
964     {
965       struct expr *expr;
966
967       for (expr = hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
968         {
969           struct occr *occr;
970           int indx = expr->bitmap_index;
971
972           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
973              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
974              then reset the bits for those that are.  */
975
976           if (transp)
977             compute_transp (expr->expr, indx, transp, setp);
978
979           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
980              we want to set to non-zero in ANTLOC.  */
981
982           if (antloc)
983             {
984               for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
985                 {
986                   int bb = BLOCK_NUM (occr->insn);
987                   SET_BIT (antloc[bb], indx);
988
989                   /* While we're scanning the table, this is a good place to
990                      initialize this.  */
991                   occr->deleted_p = 0;
992                 }
993             }
994
995           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
996              we want to set to non-zero in COMP.  */
997           if (comp)
998             {
999         
1000               for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1001                 {
1002                   int bb = BLOCK_NUM (occr->insn);
1003                   SET_BIT (comp[bb], indx);
1004
1005                   /* While we're scanning the table, this is a good place to
1006                      initialize this.  */
1007                   occr->copied_p = 0;
1008                 }
1009             }
1010
1011           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1012              initialize this.  */
1013           expr->reaching_reg = 0;
1014         }
1015     }
1016 }
1017
1018 \f
1019 /* Register set information.
1020
1021    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1022    modified.  */
1023
1024 static struct obstack reg_set_obstack;
1025
1026 static void
1027 alloc_reg_set_mem (n_regs)
1028      int n_regs;
1029 {
1030   int n;
1031
1032   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1033   n = reg_set_table_size * sizeof (struct reg_set *);
1034   reg_set_table = (struct reg_set **) gmalloc (n);
1035   bzero ((char *) reg_set_table, n);
1036
1037   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1038 }
1039
1040 static void
1041 free_reg_set_mem ()
1042 {
1043   free (reg_set_table);
1044   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL_PTR);
1045 }
1046
1047 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1048
1049 static void
1050 record_one_set (regno, insn)
1051      int regno;
1052      rtx insn;
1053 {
1054   /* allocate a new reg_set element and link it onto the list */
1055   struct reg_set *new_reg_info, *reg_info_ptr1, *reg_info_ptr2;
1056
1057   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1058   if (regno >= reg_set_table_size)
1059     {
1060       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1061       reg_set_table = (struct reg_set **)
1062         grealloc ((char *) reg_set_table,
1063                   new_size * sizeof (struct reg_set *));
1064       bzero ((char *) (reg_set_table + reg_set_table_size),
1065              (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1066       reg_set_table_size = new_size;
1067     }
1068
1069   new_reg_info = (struct reg_set *) obstack_alloc (&reg_set_obstack,
1070                                                    sizeof (struct reg_set));
1071   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1072   new_reg_info->insn = insn;
1073   new_reg_info->next = NULL;
1074   if (reg_set_table[regno] == NULL)
1075     reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1076   else
1077     {
1078       reg_info_ptr1 = reg_info_ptr2 = reg_set_table[regno];
1079       /* ??? One could keep a "last" pointer to speed this up.  */
1080       while (reg_info_ptr1 != NULL)
1081         {
1082           reg_info_ptr2 = reg_info_ptr1;
1083           reg_info_ptr1 = reg_info_ptr1->next;
1084         }
1085       reg_info_ptr2->next = new_reg_info;
1086     }
1087 }
1088
1089 /* For communication between next two functions (via note_stores).  */
1090 static rtx record_set_insn;
1091
1092 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one
1093    SET or CLOBBER in an insn.  */
1094
1095 static void
1096 record_set_info (dest, setter)
1097      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1098 {
1099   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1100     dest = SUBREG_REG (dest);
1101
1102   if (GET_CODE (dest) == REG)
1103     {
1104       if (REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1105         record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1106     }
1107 }
1108
1109 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1110
1111    This is called once, at the start of the gcse pass.
1112    See the comments for `reg_set_table' for further docs.  */
1113
1114 static void
1115 compute_sets (f)
1116      rtx f;
1117 {
1118   rtx insn = f;
1119
1120   while (insn)
1121     {
1122       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
1123         {
1124           record_set_insn = insn;
1125           note_stores (PATTERN (insn), record_set_info);
1126         }
1127       insn = NEXT_INSN (insn);
1128     }
1129 }
1130 \f
1131 /* Hash table support.  */
1132
1133 #define NEVER_SET -1
1134
1135 /* For each register, the cuid of the first/last insn in the block to set it,
1136    or -1 if not set.  */
1137 static int *reg_first_set;
1138 static int *reg_last_set;
1139
1140 /* While computing "first/last set" info, this is the CUID of first/last insn
1141    to set memory or -1 if not set.  `mem_last_set' is also used when
1142    performing GCSE to record whether memory has been set since the beginning
1143    of the block.
1144    Note that handling of memory is very simple, we don't make any attempt
1145    to optimize things (later).  */
1146 static int mem_first_set;
1147 static int mem_last_set;
1148
1149 /* Perform a quick check whether X, the source of a set, is something
1150    we want to consider for GCSE.  */
1151
1152 static int
1153 want_to_gcse_p (x)
1154      rtx x;
1155 {
1156   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1157
1158   switch (code)
1159     {
1160     case REG:
1161     case SUBREG:
1162     case CONST_INT:
1163     case CONST_DOUBLE:
1164     case CALL:
1165       return 0;
1166
1167     default:
1168       break;
1169     }
1170
1171   return 1;
1172 }
1173
1174 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from the
1175    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1176    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1177
1178 static int
1179 oprs_unchanged_p (x, insn, avail_p)
1180      rtx x, insn;
1181      int avail_p;
1182 {
1183   int i;
1184   enum rtx_code code;
1185   char *fmt;
1186
1187   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
1188  repeat:
1189
1190   if (x == 0)
1191     return 1;
1192
1193   code = GET_CODE (x);
1194   switch (code)
1195     {
1196     case REG:
1197       if (avail_p)
1198         return (reg_last_set[REGNO (x)] == NEVER_SET
1199                 || reg_last_set[REGNO (x)] < INSN_CUID (insn));
1200       else
1201         return (reg_first_set[REGNO (x)] == NEVER_SET
1202                 || reg_first_set[REGNO (x)] >= INSN_CUID (insn));
1203
1204     case MEM:
1205       if (avail_p)
1206         {
1207           if (mem_last_set != NEVER_SET
1208               && mem_last_set >= INSN_CUID (insn))
1209             return 0;
1210         }
1211       else
1212         {
1213           if (mem_first_set != NEVER_SET
1214               && mem_first_set < INSN_CUID (insn))
1215             return 0;
1216         }
1217       x = XEXP (x, 0);
1218       goto repeat;
1219
1220     case PRE_DEC:
1221     case PRE_INC:
1222     case POST_DEC:
1223     case POST_INC:
1224       return 0;
1225
1226     case PC:
1227     case CC0: /*FIXME*/
1228     case CONST:
1229     case CONST_INT:
1230     case CONST_DOUBLE:
1231     case SYMBOL_REF:
1232     case LABEL_REF:
1233     case ADDR_VEC:
1234     case ADDR_DIFF_VEC:
1235       return 1;
1236
1237     default:
1238       break;
1239     }
1240
1241   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
1242   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1243   for (; i >= 0; i--)
1244     {
1245       if (fmt[i] == 'e')
1246         {
1247           rtx tem = XEXP (x, i);
1248
1249           /* If we are about to do the last recursive call
1250              needed at this level, change it into iteration.
1251              This function is called enough to be worth it.  */
1252           if (i == 0)
1253             {
1254               x = tem;
1255               goto repeat;
1256             }
1257           if (! oprs_unchanged_p (tem, insn, avail_p))
1258             return 0;
1259         }
1260       else if (fmt[i] == 'E')
1261         {
1262           int j;
1263           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1264             {
1265               if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1266                 return 0;
1267             }
1268         }
1269     }
1270
1271   return 1;
1272 }
1273
1274 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1275    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1276
1277 static int
1278 oprs_anticipatable_p (x, insn)
1279      rtx x, insn;
1280 {
1281   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1282 }
1283
1284 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1285    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1286
1287 static int
1288 oprs_available_p (x, insn)
1289      rtx x, insn;
1290 {
1291   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1292 }
1293
1294 /* Hash expression X.
1295    MODE is only used if X is a CONST_INT.
1296    A boolean indicating if a volatile operand is found or if the expression
1297    contains something we don't want to insert in the table is stored in
1298    DO_NOT_RECORD_P.
1299
1300    ??? One might want to merge this with canon_hash.  Later.  */
1301
1302 static unsigned int
1303 hash_expr (x, mode, do_not_record_p, hash_table_size)
1304      rtx x;
1305      enum machine_mode mode;
1306      int *do_not_record_p;
1307      int hash_table_size;
1308 {
1309   unsigned int hash;
1310
1311   *do_not_record_p = 0;
1312
1313   hash = hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p);
1314   return hash % hash_table_size;
1315 }
1316
1317 /* Subroutine of hash_expr to do the actual work.  */
1318
1319 static unsigned int
1320 hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p)
1321      rtx x;
1322      enum machine_mode mode;
1323      int *do_not_record_p;
1324 {
1325   int i, j;
1326   unsigned hash = 0;
1327   enum rtx_code code;
1328   char *fmt;
1329
1330   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
1331  repeat:
1332
1333   if (x == 0)
1334     return hash;
1335
1336   code = GET_CODE (x);
1337   switch (code)
1338     {
1339     case REG:
1340       {
1341         register int regno = REGNO (x);
1342         hash += ((unsigned) REG << 7) + regno;
1343         return hash;
1344       }
1345
1346     case CONST_INT:
1347       {
1348         unsigned HOST_WIDE_INT tem = INTVAL (x);
1349         hash += ((unsigned) CONST_INT << 7) + (unsigned) mode + tem;
1350         return hash;
1351       }
1352
1353     case CONST_DOUBLE:
1354       /* This is like the general case, except that it only counts
1355          the integers representing the constant.  */
1356       hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1357       if (GET_MODE (x) != VOIDmode)
1358         for (i = 2; i < GET_RTX_LENGTH (CONST_DOUBLE); i++)
1359           {
1360             unsigned tem = XINT (x, i);
1361             hash += tem;
1362           }
1363       else
1364         hash += ((unsigned) CONST_DOUBLE_LOW (x)
1365                  + (unsigned) CONST_DOUBLE_HIGH (x));
1366       return hash;
1367
1368       /* Assume there is only one rtx object for any given label.  */
1369     case LABEL_REF:
1370       /* We don't hash on the address of the CODE_LABEL to avoid bootstrap
1371          differences and differences between each stage's debugging dumps.  */
1372       hash += ((unsigned) LABEL_REF << 7) + CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (x, 0));
1373       return hash;
1374
1375     case SYMBOL_REF:
1376       {
1377         /* Don't hash on the symbol's address to avoid bootstrap differences.
1378            Different hash values may cause expressions to be recorded in
1379            different orders and thus different registers to be used in the
1380            final assembler.  This also avoids differences in the dump files
1381            between various stages.  */
1382         unsigned int h = 0;
1383         unsigned char *p = (unsigned char *) XSTR (x, 0);
1384         while (*p)
1385           h += (h << 7) + *p++; /* ??? revisit */
1386         hash += ((unsigned) SYMBOL_REF << 7) + h;
1387         return hash;
1388       }
1389
1390     case MEM:
1391       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1392         {
1393           *do_not_record_p = 1;
1394           return 0;
1395         }
1396       hash += (unsigned) MEM;
1397       hash += MEM_ALIAS_SET (x);
1398       x = XEXP (x, 0);
1399       goto repeat;
1400
1401     case PRE_DEC:
1402     case PRE_INC:
1403     case POST_DEC:
1404     case POST_INC:
1405     case PC:
1406     case CC0:
1407     case CALL:
1408     case UNSPEC_VOLATILE:
1409       *do_not_record_p = 1;
1410       return 0;
1411
1412     case ASM_OPERANDS:
1413       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1414         {
1415           *do_not_record_p = 1;
1416           return 0;
1417         }
1418
1419     default:
1420       break;
1421     }
1422
1423   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
1424   hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1425   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1426   for (; i >= 0; i--)
1427     {
1428       if (fmt[i] == 'e')
1429         {
1430           rtx tem = XEXP (x, i);
1431
1432           /* If we are about to do the last recursive call
1433              needed at this level, change it into iteration.
1434              This function is called enough to be worth it.  */
1435           if (i == 0)
1436             {
1437               x = tem;
1438               goto repeat;
1439             }
1440           hash += hash_expr_1 (tem, 0, do_not_record_p);
1441           if (*do_not_record_p)
1442             return 0;
1443         }
1444       else if (fmt[i] == 'E')
1445         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1446           {
1447             hash += hash_expr_1 (XVECEXP (x, i, j), 0, do_not_record_p);
1448             if (*do_not_record_p)
1449               return 0;
1450           }
1451       else if (fmt[i] == 's')
1452         {
1453           register unsigned char *p = (unsigned char *) XSTR (x, i);
1454           if (p)
1455             while (*p)
1456               hash += *p++;
1457         }
1458       else if (fmt[i] == 'i')
1459         {
1460           register unsigned tem = XINT (x, i);
1461           hash += tem;
1462         }
1463       else
1464         abort ();
1465     }
1466
1467   return hash;
1468 }
1469
1470 /* Hash a set of register REGNO.
1471
1472    Sets are hashed on the register that is set.
1473    This simplifies the PRE copy propagation code.
1474
1475    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1476
1477 static unsigned int
1478 hash_set (regno, hash_table_size)
1479      int regno;
1480      int hash_table_size;
1481 {
1482   unsigned int hash;
1483
1484   hash = regno;
1485   return hash % hash_table_size;
1486 }
1487
1488 /* Return non-zero if exp1 is equivalent to exp2.
1489    ??? Borrowed from cse.c.  Might want to remerge with cse.c.  Later.  */
1490
1491 static int
1492 expr_equiv_p (x, y)
1493      rtx x, y;
1494 {
1495   register int i, j;
1496   register enum rtx_code code;
1497   register char *fmt;
1498
1499   if (x == y)
1500     return 1;
1501   if (x == 0 || y == 0)
1502     return x == y;
1503
1504   code = GET_CODE (x);
1505   if (code != GET_CODE (y))
1506     return 0;
1507
1508   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.  */
1509   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1510     return 0;
1511
1512   switch (code)
1513     {
1514     case PC:
1515     case CC0:
1516       return x == y;
1517
1518     case CONST_INT:
1519       return INTVAL (x) == INTVAL (y);
1520
1521     case LABEL_REF:
1522       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1523
1524     case SYMBOL_REF:
1525       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1526
1527     case REG:
1528       return REGNO (x) == REGNO (y);
1529
1530     case MEM:
1531       /* Can't merge two expressions in different alias sets, since we can
1532          decide that the expression is transparent in a block when it isn't,
1533          due to it being set with the different alias set.  */
1534       if (MEM_ALIAS_SET (x) != MEM_ALIAS_SET (y))
1535         return 0;
1536       break;
1537
1538     /*  For commutative operations, check both orders.  */
1539     case PLUS:
1540     case MULT:
1541     case AND:
1542     case IOR:
1543     case XOR:
1544     case NE:
1545     case EQ:
1546       return ((expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
1547                && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
1548               || (expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
1549                   && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
1550
1551     default:
1552       break;
1553     }
1554
1555   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1556      fail to match, return 0 for the whole thing.  */
1557
1558   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1559   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1560     {
1561       switch (fmt[i])
1562         {
1563         case 'e':
1564           if (! expr_equiv_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)))
1565             return 0;
1566           break;
1567
1568         case 'E':
1569           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1570             return 0;
1571           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1572             if (! expr_equiv_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j)))
1573               return 0;
1574           break;
1575
1576         case 's':
1577           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1578             return 0;
1579           break;
1580
1581         case 'i':
1582           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1583             return 0;
1584           break;
1585
1586         case 'w':
1587           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1588             return 0;
1589         break;
1590
1591         case '0':
1592           break;
1593
1594         default:
1595           abort ();
1596         }
1597       }
1598
1599   return 1;
1600 }
1601
1602 /* Insert expression X in INSN in the hash table.
1603    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1604    basic block.
1605
1606    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1607    It is only used if X is a CONST_INT.
1608
1609    ANTIC_P is non-zero if X is an anticipatable expression.
1610    AVAIL_P is non-zero if X is an available expression.  */
1611
1612 static void
1613 insert_expr_in_table (x, mode, insn, antic_p, avail_p)
1614      rtx x;
1615      enum machine_mode mode;
1616      rtx insn;
1617      int antic_p, avail_p;
1618 {
1619   int found, do_not_record_p;
1620   unsigned int hash;
1621   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1622   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1623   struct occr *last_occr = NULL;
1624
1625   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, expr_hash_table_size);
1626
1627   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1628      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1629      to or can't handle.  */
1630   if (do_not_record_p)
1631     return;
1632
1633   cur_expr = expr_hash_table[hash];
1634   found = 0;
1635
1636   while (cur_expr && ! (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1637     {
1638       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1639          the list.  */
1640       last_expr = cur_expr;
1641       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1642     }
1643
1644   if (! found)
1645     {
1646       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1647       bytes_used += sizeof (struct expr);
1648       if (expr_hash_table[hash] == NULL)
1649         {
1650           /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1651           expr_hash_table[hash] = cur_expr;
1652         }
1653       else
1654         {
1655           /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1656           last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1657         }
1658       /* Set the fields of the expr element.  */ 
1659       cur_expr->expr = x;
1660       cur_expr->bitmap_index = n_exprs++;
1661       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1662       cur_expr->antic_occr = NULL;
1663       cur_expr->avail_occr = NULL;
1664     }
1665
1666   /* Now record the occurrence(s).  */
1667
1668   if (antic_p)
1669     {
1670       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1671
1672       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
1673       while (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
1674         {
1675           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
1676              the list.  */
1677           last_occr = antic_occr;
1678           antic_occr = antic_occr->next;
1679         }
1680
1681       if (antic_occr)
1682         {
1683           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1684              Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1685              block and the block is scanned from start to end.  */
1686           ; /* nothing to do */
1687         }
1688       else
1689         {
1690           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1691           antic_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
1692           bytes_used += sizeof (struct occr);
1693           /* First occurrence of this expression in any block?  */
1694           if (cur_expr->antic_occr == NULL)
1695             cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1696           else
1697             last_occr->next = antic_occr;
1698           antic_occr->insn = insn;
1699           antic_occr->next = NULL;
1700         }
1701     }
1702
1703   if (avail_p)
1704     {
1705       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1706
1707       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
1708       while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
1709         {
1710           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
1711              the list.  */
1712           last_occr = avail_occr;
1713           avail_occr = avail_occr->next;
1714         }
1715
1716       if (avail_occr)
1717         {
1718           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1719              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1720              the last one in the block and the block is scanned from start
1721              to end.  */
1722           avail_occr->insn = insn;
1723         }
1724       else
1725         {
1726           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1727           avail_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
1728           bytes_used += sizeof (struct occr);
1729           /* First occurrence of this expression in any block?  */
1730           if (cur_expr->avail_occr == NULL)
1731             cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1732           else
1733             last_occr->next = avail_occr;
1734           avail_occr->insn = insn;
1735           avail_occr->next = NULL;
1736         }
1737     }
1738 }
1739
1740 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
1741    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
1742    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1743    basic block.  */
1744
1745 static void
1746 insert_set_in_table (x, insn)
1747      rtx x;
1748      rtx insn;
1749 {
1750   int found;
1751   unsigned int hash;
1752   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1753   struct occr *cur_occr, *last_occr = NULL;
1754
1755   if (GET_CODE (x) != SET
1756       || GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
1757     abort ();
1758
1759   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), set_hash_table_size);
1760
1761   cur_expr = set_hash_table[hash];
1762   found = 0;
1763
1764   while (cur_expr && ! (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1765     {
1766       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1767          the list.  */
1768       last_expr = cur_expr;
1769       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1770     }
1771
1772   if (! found)
1773     {
1774       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1775       bytes_used += sizeof (struct expr);
1776       if (set_hash_table[hash] == NULL)
1777         {
1778           /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1779           set_hash_table[hash] = cur_expr;
1780         }
1781       else
1782         {
1783           /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1784           last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1785         }
1786       /* Set the fields of the expr element.
1787          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
1788          performed on its operands.  */
1789       /* ??? Should this go in a different obstack?  */
1790       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
1791       cur_expr->bitmap_index = n_sets++;
1792       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1793       cur_expr->antic_occr = NULL;
1794       cur_expr->avail_occr = NULL;
1795     }
1796
1797   /* Now record the occurrence.  */
1798
1799   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
1800
1801   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
1802   while (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
1803     {
1804       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
1805          the list.  */
1806       last_occr = cur_occr;
1807       cur_occr = cur_occr->next;
1808     }
1809
1810   if (cur_occr)
1811     {
1812       /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1813          Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1814          the last one in the block and the block is scanned from start
1815          to end.  */
1816       cur_occr->insn = insn;
1817     }
1818   else
1819     {
1820       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1821       cur_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
1822       bytes_used += sizeof (struct occr);
1823       /* First occurrence of this expression in any block?  */
1824       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
1825         cur_expr->avail_occr = cur_occr;
1826       else
1827         last_occr->next = cur_occr;
1828       cur_occr->insn = insn;
1829       cur_occr->next = NULL;
1830     }
1831 }
1832
1833 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash table.
1834    If SET_P is non-zero, this is for the assignment hash table,
1835    otherwise it is for the expression hash table.  */
1836
1837 static void
1838 hash_scan_set (pat, insn, set_p)
1839      rtx pat, insn;
1840      int set_p;
1841 {
1842   rtx src = SET_SRC (pat);
1843   rtx dest = SET_DEST (pat);
1844
1845   if (GET_CODE (src) == CALL)
1846     hash_scan_call (src, insn);
1847
1848   if (GET_CODE (dest) == REG)
1849     {
1850       int regno = REGNO (dest);
1851       rtx tmp;
1852
1853       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1854       if (! set_p
1855           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1856           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1857           && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
1858           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1859           && want_to_gcse_p (src))
1860         {
1861           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1862              modified before this insn.  */
1863           int antic_p = ! optimize_size && oprs_anticipatable_p (src, insn);
1864           /* An expression is not available if its operands are
1865              subsequently modified, including this insn.  */
1866           int avail_p = oprs_available_p (src, insn);
1867           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p);
1868         }
1869       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
1870       else if (set_p
1871                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1872                && ((GET_CODE (src) == REG
1873                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1874                     && can_copy_p [GET_MODE (dest)])
1875                    /* ??? CONST_INT:wip */
1876                    || GET_CODE (src) == CONST_INT
1877                    || GET_CODE (src) == CONST_DOUBLE)
1878                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
1879                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
1880                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
1881                && (insn == BLOCK_END (BLOCK_NUM (insn))
1882                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
1883                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
1884         insert_set_in_table (pat, insn);
1885     }
1886 }
1887
1888 static void
1889 hash_scan_clobber (x, insn)
1890      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
1891 {
1892   /* Currently nothing to do.  */
1893 }
1894
1895 static void
1896 hash_scan_call (x, insn)
1897      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
1898 {
1899   /* Currently nothing to do.  */
1900 }
1901
1902 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
1903
1904    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
1905
1906    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
1907    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
1908    are also in the PARALLEL.  Later.
1909
1910    If SET_P is non-zero, this is for the assignment hash table,
1911    otherwise it is for the expression hash table.
1912    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
1913    not record any expressions.  */
1914
1915 static void
1916 hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block)
1917      rtx insn;
1918      int set_p;
1919      int in_libcall_block;
1920 {
1921   rtx pat = PATTERN (insn);
1922
1923   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1924      what's been modified.  */
1925
1926   if (GET_CODE (pat) == SET && ! in_libcall_block)
1927     hash_scan_set (pat, insn, set_p);
1928   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1929     {
1930       int i;
1931
1932       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1933         {
1934           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1935
1936           if (GET_CODE (x) == SET)
1937             {
1938               if (GET_CODE (SET_SRC (x)) == CALL)
1939                 hash_scan_call (SET_SRC (x), insn);
1940             }
1941           else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1942             hash_scan_clobber (x, insn);
1943           else if (GET_CODE (x) == CALL)
1944             hash_scan_call (x, insn);
1945         }
1946     }
1947   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1948     hash_scan_clobber (pat, insn);
1949   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1950     hash_scan_call (pat, insn);
1951 }
1952
1953 static void
1954 dump_hash_table (file, name, table, table_size, total_size)
1955      FILE *file;
1956      const char *name;
1957      struct expr **table;
1958      int table_size, total_size;
1959 {
1960   int i;
1961   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1962   struct expr **flat_table = (struct expr **) alloca (total_size * sizeof (struct expr *));
1963   unsigned int *hash_val = (unsigned int *) alloca (total_size * sizeof (unsigned int));
1964
1965   bzero ((char *) flat_table, total_size * sizeof (struct expr *));
1966   for (i = 0; i < table_size; i++)
1967     {
1968       struct expr *expr;
1969
1970       for (expr = table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1971         {
1972           flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1973           hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1974         }
1975     }
1976
1977   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1978            name, table_size, total_size);
1979
1980   for (i = 0; i < total_size; i++)
1981     {
1982       struct expr *expr = flat_table[i];
1983
1984       fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
1985                expr->bitmap_index, hash_val[i]);
1986       print_rtl (file, expr->expr);
1987       fprintf (file, "\n");
1988     }
1989
1990   fprintf (file, "\n");
1991 }
1992
1993 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1994    reg_first_set records the first place in the block where the register
1995    is set and is used to compute "anticipatability".
1996    reg_last_set records the last place in the block where the register
1997    is set and is used to compute "availability".
1998    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
1999    and is used to compute "transparency".  */
2000
2001 static void
2002 record_last_reg_set_info (insn, regno)
2003      rtx insn;
2004      int regno;
2005 {
2006   if (reg_first_set[regno] == NEVER_SET)
2007     reg_first_set[regno] = INSN_CUID (insn);
2008   reg_last_set[regno] = INSN_CUID (insn);
2009   SET_BIT (reg_set_in_block[BLOCK_NUM (insn)], regno);
2010 }
2011
2012 /* Record memory first/last/block set information for INSN.  */
2013
2014 static void
2015 record_last_mem_set_info (insn)
2016      rtx insn;
2017 {
2018   if (mem_first_set == NEVER_SET)
2019     mem_first_set = INSN_CUID (insn);
2020   mem_last_set = INSN_CUID (insn);
2021   mem_set_in_block[BLOCK_NUM (insn)] = 1;
2022 }
2023
2024 /* Used for communicating between next two routines.  */
2025 static rtx last_set_insn;
2026
2027 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2028    SET or CLOBBER in an insn.  */
2029
2030 static void
2031 record_last_set_info (dest, setter)
2032      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
2033 {
2034   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2035     dest = SUBREG_REG (dest);
2036
2037   if (GET_CODE (dest) == REG)
2038     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2039   else if (GET_CODE (dest) == MEM
2040            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2041            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2042     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2043 }
2044
2045 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2046
2047    Expression entries are placed in the hash table if
2048    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2049    - src is something we want to perform GCSE on,
2050    - none of the operands are subsequently modified in the block
2051
2052    Assignment entries are placed in the hash table if
2053    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2054    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2055    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2056    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2057
2058    F is the first insn.
2059    SET_P is non-zero for computing the assignment hash table.  */
2060
2061 static void
2062 compute_hash_table (set_p)
2063      int set_p;
2064 {
2065   int bb;
2066
2067   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2068      registers are set in which blocks.
2069      We also compute which blocks set memory, in the absence of aliasing
2070      support [which is TODO].
2071      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2072      compute.  Later.  */
2073   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, n_basic_blocks);
2074   bzero ((char *) mem_set_in_block, n_basic_blocks);
2075
2076   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2077   /* ??? One could use alloca here, but at some size a threshold is crossed
2078      beyond which one should use malloc.  Are we at that threshold here?  */
2079   reg_first_set = (int *) gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (int));
2080   reg_last_set = (int *) gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (int));
2081
2082   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
2083     {
2084       rtx insn;
2085       int regno;
2086       int in_libcall_block;
2087       int i;
2088
2089       /* First pass over the instructions records information used to
2090          determine when registers and memory are first and last set.
2091          ??? The mem_set_in_block and hard-reg reg_set_in_block computation
2092          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2093
2094       for (i = 0; i < max_gcse_regno; i++)
2095         reg_first_set[i] = reg_last_set[i] = NEVER_SET;
2096       mem_first_set = NEVER_SET;
2097       mem_last_set = NEVER_SET;
2098
2099       for (insn = BLOCK_HEAD (bb);
2100            insn && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (bb));
2101            insn = NEXT_INSN (insn))
2102         {
2103 #ifdef NON_SAVING_SETJMP 
2104           if (NON_SAVING_SETJMP && GET_CODE (insn) == NOTE
2105               && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_SETJMP)
2106             {
2107               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2108                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
2109               continue;
2110             }
2111 #endif
2112
2113           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
2114             continue;
2115
2116           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2117             {
2118               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2119                 if ((call_used_regs[regno]
2120                      && regno != STACK_POINTER_REGNUM
2121 #if HARD_FRAME_POINTER_REGNUM != FRAME_POINTER_REGNUM
2122                      && regno != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
2123 #endif
2124 #if ARG_POINTER_REGNUM != FRAME_POINTER_REGNUM
2125                      && ! (regno == ARG_POINTER_REGNUM && fixed_regs[regno])
2126 #endif
2127 #if defined (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM) && !defined (PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED)
2128                      && ! (regno == PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM && flag_pic)
2129 #endif
2130
2131                      && regno != FRAME_POINTER_REGNUM)
2132                     || global_regs[regno])
2133                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2134               if (! CONST_CALL_P (insn))
2135                 record_last_mem_set_info (insn);
2136             }
2137
2138           last_set_insn = insn;
2139           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info);
2140         }
2141
2142       /* The next pass builds the hash table.  */
2143
2144       for (insn = BLOCK_HEAD (bb), in_libcall_block = 0;
2145            insn && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (bb));
2146            insn = NEXT_INSN (insn))
2147         {
2148           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2149             {
2150               if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2151                 in_libcall_block = 1;
2152               else if (find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2153                 in_libcall_block = 0;
2154               hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block);
2155             }
2156         }
2157     }
2158
2159   free (reg_first_set);
2160   free (reg_last_set);
2161   /* Catch bugs early.  */
2162   reg_first_set = reg_last_set = 0;
2163 }
2164
2165 /* Allocate space for the set hash table.
2166    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2167    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2168
2169 static void
2170 alloc_set_hash_table (n_insns)
2171      int n_insns;
2172 {
2173   int n;
2174
2175   set_hash_table_size = n_insns / 4;
2176   if (set_hash_table_size < 11)
2177     set_hash_table_size = 11;
2178   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2179      Making it an odd number is simplest for now.
2180      ??? Later take some measurements.  */
2181   set_hash_table_size |= 1;
2182   n = set_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2183   set_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2184 }
2185
2186 /* Free things allocated by alloc_set_hash_table.  */
2187
2188 static void
2189 free_set_hash_table ()
2190 {
2191   free (set_hash_table);
2192 }
2193
2194 /* Compute the hash table for doing copy/const propagation.  */
2195
2196 static void
2197 compute_set_hash_table ()
2198 {
2199   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2200   n_sets = 0;
2201   bzero ((char *) set_hash_table, set_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2202
2203   compute_hash_table (1);
2204 }
2205
2206 /* Allocate space for the expression hash table.
2207    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2208    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2209
2210 static void
2211 alloc_expr_hash_table (n_insns)
2212      int n_insns;
2213 {
2214   int n;
2215
2216   expr_hash_table_size = n_insns / 2;
2217   /* Make sure the amount is usable.  */
2218   if (expr_hash_table_size < 11)
2219     expr_hash_table_size = 11;
2220   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2221      Making it an odd number is simplest for now.
2222      ??? Later take some measurements.  */
2223   expr_hash_table_size |= 1;
2224   n = expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2225   expr_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2226 }
2227
2228 /* Free things allocated by alloc_expr_hash_table.  */
2229
2230 static void
2231 free_expr_hash_table ()
2232 {
2233   free (expr_hash_table);
2234 }
2235
2236 /* Compute the hash table for doing GCSE.  */
2237
2238 static void
2239 compute_expr_hash_table ()
2240 {
2241   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2242   n_exprs = 0;
2243   bzero ((char *) expr_hash_table, expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2244
2245   compute_hash_table (0);
2246 }
2247 \f
2248 /* Expression tracking support.  */
2249
2250 /* Lookup pattern PAT in the expression table.
2251    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2252
2253 static struct expr *
2254 lookup_expr (pat)
2255      rtx pat;
2256 {
2257   int do_not_record_p;
2258   unsigned int hash = hash_expr (pat, GET_MODE (pat), &do_not_record_p,
2259                                  expr_hash_table_size);
2260   struct expr *expr;
2261
2262   if (do_not_record_p)
2263     return NULL;
2264
2265   expr = expr_hash_table[hash];
2266
2267   while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2268     expr = expr->next_same_hash;
2269
2270   return expr;
2271 }
2272
2273 /* Lookup REGNO in the set table.
2274    If PAT is non-NULL look for the entry that matches it, otherwise return
2275    the first entry for REGNO.
2276    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2277
2278 static struct expr *
2279 lookup_set (regno, pat)
2280      int regno;
2281      rtx pat;
2282 {
2283   unsigned int hash = hash_set (regno, set_hash_table_size);
2284   struct expr *expr;
2285
2286   expr = set_hash_table[hash];
2287
2288   if (pat)
2289     {
2290       while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2291         expr = expr->next_same_hash;
2292     }
2293   else
2294     {
2295       while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2296         expr = expr->next_same_hash;
2297     }
2298
2299   return expr;
2300 }
2301
2302 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2303
2304 static struct expr *
2305 next_set (regno, expr)
2306      int regno;
2307      struct expr *expr;
2308 {
2309   do
2310     expr = expr->next_same_hash;
2311   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2312   return expr;
2313 }
2314
2315 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2316    start of the block].  */
2317
2318 static void
2319 reset_opr_set_tables ()
2320 {
2321   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2322      the block.  */
2323   sbitmap_zero (reg_set_bitmap);
2324   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2325      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2326      location has been modified.  */
2327   mem_last_set = 0;
2328 }
2329
2330 /* Return non-zero if the operands of X are not set before INSN in
2331    INSN's basic block.  */
2332
2333 static int
2334 oprs_not_set_p (x, insn)
2335      rtx x, insn;
2336 {
2337   int i;
2338   enum rtx_code code;
2339   char *fmt;
2340
2341   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
2342 repeat:
2343
2344   if (x == 0)
2345     return 1;
2346
2347   code = GET_CODE (x);
2348   switch (code)
2349     {
2350     case PC:
2351     case CC0:
2352     case CONST:
2353     case CONST_INT:
2354     case CONST_DOUBLE:
2355     case SYMBOL_REF:
2356     case LABEL_REF:
2357     case ADDR_VEC:
2358     case ADDR_DIFF_VEC:
2359       return 1;
2360
2361     case MEM:
2362       if (mem_last_set != 0)
2363         return 0;
2364       x = XEXP (x, 0);
2365       goto repeat;
2366
2367     case REG:
2368       return ! TEST_BIT (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2369
2370     default:
2371       break;
2372     }
2373
2374   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2375   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2376     {
2377       if (fmt[i] == 'e')
2378         {
2379           int not_set_p;
2380           /* If we are about to do the last recursive call
2381              needed at this level, change it into iteration.
2382              This function is called enough to be worth it.  */
2383           if (i == 0)
2384             {
2385               x = XEXP (x, 0);
2386               goto repeat;
2387             }
2388           not_set_p = oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2389           if (! not_set_p)
2390             return 0;
2391         }
2392       else if (fmt[i] == 'E')
2393         {
2394           int j;
2395           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2396             {
2397               int not_set_p = oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn);
2398               if (! not_set_p)
2399                 return 0;
2400             }
2401         }
2402     }
2403
2404   return 1;
2405 }
2406
2407 /* Mark things set by a CALL.  */
2408
2409 static void
2410 mark_call (insn)
2411      rtx insn;
2412 {
2413   mem_last_set = INSN_CUID (insn);
2414 }
2415
2416 /* Mark things set by a SET.  */
2417
2418 static void
2419 mark_set (pat, insn)
2420      rtx pat, insn;
2421 {
2422   rtx dest = SET_DEST (pat);
2423
2424   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2425          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2426          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2427          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2428     dest = XEXP (dest, 0);
2429
2430   if (GET_CODE (dest) == REG)
2431     SET_BIT (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2432   else if (GET_CODE (dest) == MEM)
2433     mem_last_set = INSN_CUID (insn);
2434
2435   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2436     mark_call (insn);
2437 }
2438
2439 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2440
2441 static void
2442 mark_clobber (pat, insn)
2443      rtx pat, insn;
2444 {
2445   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2446
2447   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2448     clob = XEXP (clob, 0);
2449
2450   if (GET_CODE (clob) == REG)
2451     SET_BIT (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2452   else
2453     mem_last_set = INSN_CUID (insn);
2454 }
2455
2456 /* Record things set by INSN.
2457    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2458
2459 static void
2460 mark_oprs_set (insn)
2461      rtx insn;
2462 {
2463   rtx pat = PATTERN (insn);
2464
2465   if (GET_CODE (pat) == SET)
2466     mark_set (pat, insn);
2467   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2468     {
2469       int i;
2470
2471       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2472         {
2473           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2474
2475           if (GET_CODE (x) == SET)
2476             mark_set (x, insn);
2477           else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2478             mark_clobber (x, insn);
2479           else if (GET_CODE (x) == CALL)
2480             mark_call (insn);
2481         }
2482     }
2483   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2484     mark_clobber (pat, insn);
2485   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2486     mark_call (insn);
2487 }
2488
2489 \f
2490 /* Classic GCSE reaching definition support.  */
2491
2492 /* Allocate reaching def variables.  */
2493
2494 static void
2495 alloc_rd_mem (n_blocks, n_insns)
2496      int n_blocks, n_insns;
2497 {
2498   rd_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2499   sbitmap_vector_zero (rd_kill, n_basic_blocks);
2500
2501   rd_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2502   sbitmap_vector_zero (rd_gen, n_basic_blocks);
2503
2504   reaching_defs = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2505   sbitmap_vector_zero (reaching_defs, n_basic_blocks);
2506
2507   rd_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2508   sbitmap_vector_zero (rd_out, n_basic_blocks);
2509 }
2510
2511 /* Free reaching def variables.  */
2512
2513 static void
2514 free_rd_mem ()
2515 {
2516   free (rd_kill);
2517   free (rd_gen);
2518   free (reaching_defs);
2519   free (rd_out);
2520 }
2521
2522 /* Add INSN to the kills of BB.
2523    REGNO, set in BB, is killed by INSN.  */
2524
2525 static void
2526 handle_rd_kill_set (insn, regno, bb)
2527      rtx insn;
2528      int regno, bb;
2529 {
2530   struct reg_set *this_reg = reg_set_table[regno];
2531
2532   while (this_reg)
2533     {
2534       if (BLOCK_NUM (this_reg->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2535         SET_BIT (rd_kill[bb], INSN_CUID (this_reg->insn));
2536       this_reg = this_reg->next;
2537     }
2538 }
2539
2540 /* Compute the set of kill's for reaching definitions.  */
2541
2542 static void
2543 compute_kill_rd ()
2544 {
2545   int bb,cuid;
2546
2547   /* For each block
2548        For each set bit in `gen' of the block (i.e each insn which
2549            generates a definition in the block)
2550          Call the reg set by the insn corresponding to that bit regx
2551          Look at the linked list starting at reg_set_table[regx]
2552          For each setting of regx in the linked list, which is not in
2553              this block
2554            Set the bit in `kill' corresponding to that insn
2555     */
2556
2557   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
2558     {
2559       for (cuid = 0; cuid < max_cuid; cuid++)
2560         {
2561           if (TEST_BIT (rd_gen[bb], cuid))
2562             {
2563               rtx insn = CUID_INSN (cuid);
2564               rtx pat = PATTERN (insn);
2565
2566               if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2567                 {
2568                   int regno;
2569
2570                   for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2571                     {
2572                       if ((call_used_regs[regno]
2573                            && regno != STACK_POINTER_REGNUM
2574 #if HARD_FRAME_POINTER_REGNUM != FRAME_POINTER_REGNUM
2575                            && regno != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
2576 #endif
2577 #if ARG_POINTER_REGNUM != FRAME_POINTER_REGNUM
2578                            && ! (regno == ARG_POINTER_REGNUM
2579                                  && fixed_regs[regno])
2580 #endif
2581 #if defined (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM) && !defined (PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED)
2582                            && ! (regno == PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM && flag_pic)
2583 #endif
2584                            && regno != FRAME_POINTER_REGNUM)
2585                           || global_regs[regno])
2586                         handle_rd_kill_set (insn, regno, bb);
2587                     }
2588                 }
2589
2590               if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2591                 {
2592                   int i;
2593
2594                   /* We work backwards because ... */
2595                   for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
2596                     {
2597                       enum rtx_code code = GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i));
2598                       if ((code == SET || code == CLOBBER)
2599                           && GET_CODE (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)) == REG)
2600                         handle_rd_kill_set (insn,
2601                                             REGNO (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)),
2602                                             bb);
2603                     }
2604                 }
2605               else if (GET_CODE (pat) == SET)
2606                 {
2607                   if (GET_CODE (SET_DEST (pat)) == REG)
2608                     {
2609                       /* Each setting of this register outside of this block
2610                          must be marked in the set of kills in this block.  */
2611                       handle_rd_kill_set (insn, REGNO (SET_DEST (pat)), bb);
2612                     }
2613                 }
2614               /* FIXME: CLOBBER? */
2615             }
2616         }
2617     }
2618 }
2619
2620 /* Compute the reaching definitions as in 
2621    Compilers Principles, Techniques, and Tools. Aho, Sethi, Ullman,
2622    Chapter 10.  It is the same algorithm as used for computing available
2623    expressions but applied to the gens and kills of reaching definitions.  */
2624
2625 static void
2626 compute_rd ()
2627 {
2628   int bb, changed, passes;
2629
2630   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
2631     sbitmap_copy (rd_out[bb] /*dst*/, rd_gen[bb] /*src*/);
2632
2633   passes = 0;
2634   changed = 1;
2635   while (changed)
2636     {
2637       changed = 0;
2638       for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
2639         {
2640           sbitmap_union_of_predecessors (reaching_defs[bb], rd_out,
2641                                          bb, s_preds);
2642           changed |= sbitmap_union_of_diff (rd_out[bb], rd_gen[bb],
2643                                             reaching_defs[bb], rd_kill[bb]);
2644         }
2645       passes++;
2646     }
2647
2648   if (gcse_file)
2649     fprintf (gcse_file, "reaching def computation: %d passes\n", passes);
2650 }
2651 \f
2652 /* Classic GCSE available expression support.  */
2653
2654 /* Allocate memory for available expression computation.  */
2655
2656 static void
2657 alloc_avail_expr_mem (n_blocks, n_exprs)
2658      int n_blocks, n_exprs;
2659 {
2660   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2661   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_basic_blocks);
2662
2663   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2664   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_basic_blocks);
2665
2666   ae_in = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2667   sbitmap_vector_zero (ae_in, n_basic_blocks);
2668
2669   ae_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2670   sbitmap_vector_zero (ae_out, n_basic_blocks);
2671
2672   u_bitmap = (sbitmap) sbitmap_alloc (n_exprs);
2673   sbitmap_ones (u_bitmap);
2674 }
2675
2676 static void
2677 free_avail_expr_mem ()
2678 {
2679   free (ae_kill);
2680   free (ae_gen);
2681   free (ae_in);
2682   free (ae_out);
2683   free (u_bitmap);
2684 }
2685
2686 /* Compute the set of available expressions generated in each basic block.  */
2687
2688 static void
2689 compute_ae_gen ()
2690 {
2691   int i;
2692
2693   /* For each recorded occurrence of each expression, set ae_gen[bb][expr].
2694      This is all we have to do because an expression is not recorded if it
2695      is not available, and the only expressions we want to work with are the
2696      ones that are recorded.  */
2697
2698   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
2699     {
2700       struct expr *expr = expr_hash_table[i];
2701       while (expr != NULL)
2702         {
2703           struct occr *occr = expr->avail_occr;
2704           while (occr != NULL)
2705             {
2706               SET_BIT (ae_gen[BLOCK_NUM (occr->insn)], expr->bitmap_index);
2707               occr = occr->next;
2708             }
2709           expr = expr->next_same_hash;
2710         }
2711     }
2712 }
2713
2714 /* Return non-zero if expression X is killed in BB.  */
2715
2716 static int
2717 expr_killed_p (x, bb)
2718      rtx x;
2719      int bb;
2720 {
2721   int i;
2722   enum rtx_code code;
2723   char *fmt;
2724
2725   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
2726  repeat:
2727
2728   if (x == 0)
2729     return 1;
2730
2731   code = GET_CODE (x);
2732   switch (code)
2733     {
2734     case REG:
2735       return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb], REGNO (x));
2736
2737     case MEM:
2738       if (mem_set_in_block[bb])
2739         return 1;
2740       x = XEXP (x, 0);
2741       goto repeat;
2742
2743     case PC:
2744     case CC0: /*FIXME*/
2745     case CONST:
2746     case CONST_INT:
2747     case CONST_DOUBLE:
2748     case SYMBOL_REF:
2749     case LABEL_REF:
2750     case ADDR_VEC:
2751     case ADDR_DIFF_VEC:
2752       return 0;
2753
2754     default:
2755       break;
2756     }
2757
2758   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
2759   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2760   for (; i >= 0; i--)
2761     {
2762       if (fmt[i] == 'e')
2763         {
2764           rtx tem = XEXP (x, i);
2765
2766           /* If we are about to do the last recursive call
2767              needed at this level, change it into iteration.
2768              This function is called enough to be worth it.  */
2769           if (i == 0)
2770             {
2771               x = tem;
2772               goto repeat;
2773             }
2774           if (expr_killed_p (tem, bb))
2775             return 1;
2776         }
2777       else if (fmt[i] == 'E')
2778         {
2779           int j;
2780           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2781             {
2782               if (expr_killed_p (XVECEXP (x, i, j), bb))
2783                 return 1;
2784             }
2785         }
2786     }
2787
2788   return 0;
2789 }
2790
2791 /* Compute the set of available expressions killed in each basic block.  */
2792
2793 static void
2794 compute_ae_kill ()
2795 {
2796   int bb,i;
2797
2798   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
2799     {
2800       for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
2801         {
2802           struct expr *expr = expr_hash_table[i];
2803
2804           for ( ; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
2805             {
2806               /* Skip EXPR if generated in this block.  */
2807               if (TEST_BIT (ae_gen[bb], expr->bitmap_index))
2808                 continue;
2809
2810               if (expr_killed_p (expr->expr, bb))
2811                 SET_BIT (ae_kill[bb], expr->bitmap_index);
2812             }
2813         }
2814     }
2815 }
2816
2817 /* Compute available expressions.
2818
2819    Implement the algorithm to find available expressions
2820    as given in the Aho Sethi Ullman book, pages 627-631.  */
2821
2822 static void
2823 compute_available ()
2824 {
2825   int bb, changed, passes;
2826
2827   sbitmap_zero (ae_in[0]);
2828
2829   sbitmap_copy (ae_out[0] /*dst*/, ae_gen[0] /*src*/);
2830
2831   for (bb = 1; bb < n_basic_blocks; bb++)
2832     sbitmap_difference (ae_out[bb], u_bitmap, ae_kill[bb]);
2833     
2834   passes = 0;
2835   changed = 1;
2836   while (changed)
2837     {
2838       changed = 0;
2839       for (bb = 1; bb < n_basic_blocks; bb++)
2840         {
2841           sbitmap_intersect_of_predecessors (ae_in[bb], ae_out, bb, s_preds);
2842           changed |= sbitmap_union_of_diff (ae_out[bb], ae_gen[bb],
2843                                             ae_in[bb], ae_kill[bb]);
2844         }
2845       passes++;
2846     }
2847
2848   if (gcse_file)
2849     fprintf (gcse_file, "avail expr computation: %d passes\n", passes);
2850 }
2851 \f
2852 /* Actually perform the Classic GCSE optimizations.  */
2853
2854 /* Return non-zero if occurrence OCCR of expression EXPR reaches block BB.
2855
2856    CHECK_SELF_LOOP is non-zero if we should consider a block reaching itself
2857    as a positive reach.  We want to do this when there are two computations
2858    of the expression in the block.
2859
2860    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2861    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2862
2863    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2864    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2865    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2866    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2867    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2868    the closest such expression.  */
2869
2870 static int
2871 expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, check_self_loop, visited)
2872      struct occr *occr;
2873      struct expr *expr;
2874      int bb;
2875      int check_self_loop;
2876      char *visited;
2877 {
2878   int_list_ptr pred;
2879
2880   if (visited == NULL)
2881     {
2882       visited = (char *) alloca (n_basic_blocks);
2883       bzero (visited, n_basic_blocks);
2884     }
2885
2886   for (pred = s_preds[bb]; pred != NULL; pred = pred->next)
2887     {
2888       int pred_bb = INT_LIST_VAL (pred);
2889
2890       if (visited[pred_bb])
2891         {
2892           /* This predecessor has already been visited.
2893              Nothing to do.  */
2894           ;
2895         }
2896       else if (pred_bb == bb)
2897         {
2898           /* BB loops on itself.  */
2899           if (check_self_loop
2900               && TEST_BIT (ae_gen[pred_bb], expr->bitmap_index)
2901               && BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb)
2902             return 1;
2903           visited[pred_bb] = 1;
2904         }
2905       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2906       else if (TEST_BIT (ae_kill[pred_bb], expr->bitmap_index))
2907         visited[pred_bb] = 1;
2908       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2909       else if (TEST_BIT (ae_gen[pred_bb], expr->bitmap_index))
2910         {
2911           /* Is this the occurrence we're looking for?
2912              Note that there's only one generating occurrence per block
2913              so we just need to check the block number.  */
2914           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb)
2915             return 1;
2916           visited[pred_bb] = 1;
2917         }
2918       /* Neither gen nor kill.  */
2919       else
2920         {
2921           visited[pred_bb] = 1;
2922           if (expr_reaches_here_p (occr, expr, pred_bb, check_self_loop, visited))
2923             return 1;
2924         }
2925     }
2926
2927   /* All paths have been checked.  */
2928   return 0;
2929 }
2930
2931 /* Return the instruction that computes EXPR that reaches INSN's basic block.
2932    If there is more than one such instruction, return NULL.
2933
2934    Called only by handle_avail_expr.  */
2935
2936 static rtx
2937 computing_insn (expr, insn)
2938      struct expr *expr;
2939      rtx insn;
2940 {
2941   int bb = BLOCK_NUM (insn);
2942
2943   if (expr->avail_occr->next == NULL)
2944     {    
2945       if (BLOCK_NUM (expr->avail_occr->insn) == bb)
2946         {
2947           /* The available expression is actually itself
2948              (i.e. a loop in the flow graph) so do nothing.  */
2949           return NULL;
2950         }
2951       /* (FIXME) Case that we found a pattern that was created by
2952          a substitution that took place.  */
2953       return expr->avail_occr->insn;
2954     }
2955   else
2956     {
2957       /* Pattern is computed more than once.
2958          Search backwards from this insn to see how many of these 
2959          computations actually reach this insn.  */
2960       struct occr *occr;
2961       rtx insn_computes_expr = NULL;
2962       int can_reach = 0;
2963
2964       for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2965         {
2966           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == bb)
2967             {
2968               /* The expression is generated in this block.
2969                  The only time we care about this is when the expression
2970                  is generated later in the block [and thus there's a loop].
2971                  We let the normal cse pass handle the other cases.  */
2972               if (INSN_CUID (insn) < INSN_CUID (occr->insn))
2973                 {
2974                   if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 1, NULL))
2975                     {
2976                       can_reach++;
2977                       if (can_reach > 1)
2978                         return NULL;
2979                       insn_computes_expr = occr->insn;
2980                     }
2981                 }
2982             }
2983           else /* Computation of the pattern outside this block.  */
2984             {
2985               if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 0, NULL))
2986                 {
2987                   can_reach++;
2988                   if (can_reach > 1)
2989                     return NULL;
2990                   insn_computes_expr = occr->insn;
2991                 }
2992             }
2993         }
2994
2995       if (insn_computes_expr == NULL)
2996         abort ();
2997       return insn_computes_expr;
2998     }
2999 }
3000
3001 /* Return non-zero if the definition in DEF_INSN can reach INSN.
3002    Only called by can_disregard_other_sets.  */
3003
3004 static int
3005 def_reaches_here_p (insn, def_insn)
3006      rtx insn, def_insn;
3007 {
3008   rtx reg;
3009
3010   if (TEST_BIT (reaching_defs[BLOCK_NUM (insn)], INSN_CUID (def_insn)))
3011     return 1;
3012
3013   if (BLOCK_NUM (insn) == BLOCK_NUM (def_insn))
3014     {
3015       if (INSN_CUID (def_insn) < INSN_CUID (insn))
3016         {
3017           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == PARALLEL)
3018             return 1;
3019           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == CLOBBER)
3020             reg = XEXP (PATTERN (def_insn), 0);
3021           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == SET)
3022             reg = SET_DEST (PATTERN (def_insn));
3023           else
3024             abort ();
3025           return ! reg_set_between_p (reg, NEXT_INSN (def_insn), insn);
3026         }
3027       else
3028         return 0;
3029     }
3030
3031   return 0;
3032 }
3033
3034 /* Return non-zero if *ADDR_THIS_REG can only have one value at INSN.
3035    The value returned is the number of definitions that reach INSN.
3036    Returning a value of zero means that [maybe] more than one definition
3037    reaches INSN and the caller can't perform whatever optimization it is
3038    trying.  i.e. it is always safe to return zero.  */
3039
3040 static int
3041 can_disregard_other_sets (addr_this_reg, insn, for_combine)
3042      struct reg_set **addr_this_reg;
3043      rtx insn;
3044      int for_combine;
3045 {
3046   int number_of_reaching_defs = 0;
3047   struct reg_set *this_reg = *addr_this_reg;
3048
3049   while (this_reg)
3050     {
3051       if (def_reaches_here_p (insn, this_reg->insn))
3052         {
3053           number_of_reaching_defs++;
3054           /* Ignore parallels for now.  */
3055           if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == PARALLEL)
3056             return 0;
3057           if (!for_combine
3058               && (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER
3059                   || ! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3060                                     SET_SRC (PATTERN (insn)))))
3061             {
3062               /* A setting of the reg to a different value reaches INSN.  */
3063               return 0;
3064             }
3065           if (number_of_reaching_defs > 1)
3066             {
3067               /* If in this setting the value the register is being
3068                  set to is equal to the previous value the register 
3069                  was set to and this setting reaches the insn we are
3070                  trying to do the substitution on then we are ok.  */
3071
3072               if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER)
3073                 return 0;
3074               if (! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3075                                  SET_SRC (PATTERN (insn))))
3076                 return 0;
3077             }
3078           *addr_this_reg = this_reg; 
3079         }
3080
3081       /* prev_this_reg = this_reg; */
3082       this_reg = this_reg->next;
3083     }
3084
3085   return number_of_reaching_defs;
3086 }
3087
3088 /* Expression computed by insn is available and the substitution is legal,
3089    so try to perform the substitution.
3090
3091    The result is non-zero if any changes were made.  */
3092
3093 static int
3094 handle_avail_expr (insn, expr)
3095      rtx insn;
3096      struct expr *expr;
3097 {
3098   rtx pat, insn_computes_expr;
3099   rtx to;
3100   struct reg_set *this_reg;
3101   int found_setting, use_src;
3102   int changed = 0;
3103
3104   /* We only handle the case where one computation of the expression
3105      reaches this instruction.  */
3106   insn_computes_expr = computing_insn (expr, insn);
3107   if (insn_computes_expr == NULL)
3108     return 0;
3109
3110   found_setting = 0;
3111   use_src = 0;
3112
3113   /* At this point we know only one computation of EXPR outside of this
3114      block reaches this insn.  Now try to find a register that the
3115      expression is computed into.  */
3116
3117   if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn_computes_expr))) == REG)
3118     {
3119       /* This is the case when the available expression that reaches
3120          here has already been handled as an available expression.  */
3121       int regnum_for_replacing = REGNO (SET_SRC (PATTERN (insn_computes_expr)));
3122       /* If the register was created by GCSE we can't use `reg_set_table',
3123          however we know it's set only once.  */
3124       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno
3125           /* If the register the expression is computed into is set only once,
3126              or only one set reaches this insn, we can use it.  */
3127           || (((this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing]),
3128                this_reg->next == NULL)
3129               || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0)))
3130        {
3131          use_src = 1;
3132          found_setting = 1;
3133        }
3134     }
3135
3136   if (!found_setting)
3137     {
3138       int regnum_for_replacing = REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn_computes_expr)));
3139       /* This shouldn't happen.  */
3140       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno)
3141         abort ();
3142       this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing];
3143       /* If the register the expression is computed into is set only once,
3144          or only one set reaches this insn, use it.  */
3145       if (this_reg->next == NULL
3146           || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0))
3147         found_setting = 1;
3148     }
3149
3150   if (found_setting)
3151     {
3152       pat = PATTERN (insn);
3153       if (use_src)
3154         to = SET_SRC (PATTERN (insn_computes_expr));
3155       else
3156         to = SET_DEST (PATTERN (insn_computes_expr));
3157       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat), to, 0);
3158
3159       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3160          to play it safe we check.  */
3161       if (changed)
3162         {
3163           gcse_subst_count++;
3164           if (gcse_file != NULL)
3165             {
3166               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d %s insn %d\n",
3167                        INSN_UID (insn), REGNO (to),
3168                        use_src ? "from" : "set in",
3169                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3170             }
3171
3172         }
3173     }
3174   /* The register that the expr is computed into is set more than once.  */
3175   else if (1 /*expensive_op(this_pattrn->op) && do_expensive_gcse)*/)
3176     {
3177       /* Insert an insn after insnx that copies the reg set in insnx
3178          into a new pseudo register call this new register REGN.
3179          From insnb until end of basic block or until REGB is set
3180          replace all uses of REGB with REGN.  */
3181       rtx new_insn;
3182
3183       to = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (PATTERN (insn_computes_expr))));
3184
3185       /* Generate the new insn.  */
3186       /* ??? If the change fails, we return 0, even though we created
3187          an insn.  I think this is ok.  */
3188       new_insn
3189         = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, to,
3190                                         SET_DEST (PATTERN (insn_computes_expr))),
3191                                   insn_computes_expr);
3192       /* Keep block number table up to date.  */
3193       set_block_num (new_insn, BLOCK_NUM (insn_computes_expr));
3194       /* Keep register set table up to date.  */
3195       record_one_set (REGNO (to), new_insn);
3196
3197       gcse_create_count++;
3198       if (gcse_file != NULL)
3199         {
3200           fprintf (gcse_file, "GCSE: Creating insn %d to copy value of reg %d, computed in insn %d,\n",
3201                    INSN_UID (NEXT_INSN (insn_computes_expr)),
3202                    REGNO (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))),
3203                    INSN_UID (insn_computes_expr));
3204           fprintf (gcse_file, "      into newly allocated reg %d\n", REGNO (to));
3205         }
3206
3207       pat = PATTERN (insn);
3208
3209       /* Do register replacement for INSN.  */
3210       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat),
3211                                  SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr))),
3212                                  0);
3213
3214       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3215          to play it safe we check.  */
3216       if (changed)
3217         {
3218           gcse_subst_count++;
3219           if (gcse_file != NULL)
3220             {
3221               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d set in insn %d\n",
3222                        INSN_UID (insn),
3223                        REGNO (SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))),
3224                        INSN_UID (insn_computes_expr)); 
3225             }
3226
3227         }
3228     }
3229
3230   return changed;
3231 }
3232
3233 /* Perform classic GCSE.
3234    This is called by one_classic_gcse_pass after all the dataflow analysis
3235    has been done.
3236
3237    The result is non-zero if a change was made.  */
3238
3239 static int
3240 classic_gcse ()
3241 {
3242   int bb, changed;
3243   rtx insn;
3244
3245   /* Note we start at block 1.  */
3246
3247   changed = 0;
3248   for (bb = 1; bb < n_basic_blocks; bb++)
3249     {
3250       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3251          start of the block].  */
3252       reset_opr_set_tables ();
3253
3254       for (insn = BLOCK_HEAD (bb);
3255            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (bb));
3256            insn = NEXT_INSN (insn))
3257         {
3258           /* Is insn of form (set (pseudo-reg) ...)?  */
3259
3260           if (GET_CODE (insn) == INSN
3261               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3262               && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (insn))) == REG
3263               && REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3264             {
3265               rtx pat = PATTERN (insn);
3266               rtx src = SET_SRC (pat);
3267               struct expr *expr;
3268
3269               if (want_to_gcse_p (src)
3270                   /* Is the expression recorded?  */
3271                   && ((expr = lookup_expr (src)) != NULL)
3272                   /* Is the expression available [at the start of the
3273                      block]?  */
3274                   && TEST_BIT (ae_in[bb], expr->bitmap_index)
3275                   /* Are the operands unchanged since the start of the
3276                      block?  */
3277                   && oprs_not_set_p (src, insn))
3278                 changed |= handle_avail_expr (insn, expr);
3279             }
3280
3281           /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3282           /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3283           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3284             mark_oprs_set (insn);
3285         }
3286     }
3287
3288   return changed;
3289 }
3290
3291 /* Top level routine to perform one classic GCSE pass.
3292
3293    Return non-zero if a change was made.  */
3294
3295 static int
3296 one_classic_gcse_pass (pass)
3297      int pass;
3298 {
3299   int changed = 0;
3300
3301   gcse_subst_count = 0;
3302   gcse_create_count = 0;
3303
3304   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
3305   alloc_rd_mem (n_basic_blocks, max_cuid);
3306   compute_expr_hash_table ();
3307   if (gcse_file)
3308     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
3309                      expr_hash_table_size, n_exprs);
3310   if (n_exprs > 0)
3311     {
3312       compute_kill_rd ();
3313       compute_rd ();
3314       alloc_avail_expr_mem (n_basic_blocks, n_exprs);
3315       compute_ae_gen ();
3316       compute_ae_kill ();
3317       compute_available ();
3318       changed = classic_gcse ();
3319       free_avail_expr_mem ();
3320     }
3321   free_rd_mem ();
3322   free_expr_hash_table ();
3323
3324   if (gcse_file)
3325     {
3326       fprintf (gcse_file, "\n");
3327       fprintf (gcse_file, "GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs, %d insns created\n",
3328                current_function_name, pass,
3329                bytes_used, gcse_subst_count, gcse_create_count);
3330     }
3331
3332   return changed;
3333 }
3334 \f
3335 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
3336
3337 /* Local properties of assignments.  */
3338
3339 static sbitmap *cprop_pavloc;
3340 static sbitmap *cprop_absaltered;
3341
3342 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
3343
3344 static sbitmap *cprop_avin;
3345 static sbitmap *cprop_avout;
3346
3347 /* Allocate vars used for copy/const propagation.
3348    N_BLOCKS is the number of basic blocks.
3349    N_SETS is the number of sets.  */
3350
3351 static void
3352 alloc_cprop_mem (n_blocks, n_sets)
3353      int n_blocks, n_sets;
3354 {
3355   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3356   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3357
3358   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3359   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3360 }
3361
3362 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
3363
3364 static void
3365 free_cprop_mem ()
3366 {
3367   free (cprop_pavloc);
3368   free (cprop_absaltered);
3369   free (cprop_avin);
3370   free (cprop_avout);
3371 }
3372
3373 /* For each block, compute whether X is transparent.
3374    X is either an expression or an assignment [though we don't care which,
3375    for this context an assignment is treated as an expression].
3376    For each block where an element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset
3377    (SET_P == 0) the INDX bit in BMAP.  */
3378
3379 static void
3380 compute_transp (x, indx, bmap, set_p)
3381      rtx x;
3382      int indx;
3383      sbitmap *bmap;
3384      int set_p;
3385 {
3386   int bb,i;
3387   enum rtx_code code;
3388   char *fmt;
3389
3390   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
3391  repeat:
3392
3393   if (x == 0)
3394     return;
3395
3396   code = GET_CODE (x);
3397   switch (code)
3398     {
3399     case REG:
3400       {
3401         reg_set *r;
3402         int regno = REGNO (x);
3403
3404         if (set_p)
3405           {
3406             if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3407               {
3408                 for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3409                   if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb], regno))
3410                     SET_BIT (bmap[bb], indx);
3411               }
3412             else
3413               {
3414                 for (r = reg_set_table[regno]; r != NULL; r = r->next)
3415                   {
3416                     bb = BLOCK_NUM (r->insn);
3417                     SET_BIT (bmap[bb], indx);
3418                   }
3419               }
3420           }
3421         else
3422           {
3423             if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3424               {
3425                 for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3426                   if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb], regno))
3427                     RESET_BIT (bmap[bb], indx);
3428               }
3429             else
3430               {
3431                 for (r = reg_set_table[regno]; r != NULL; r = r->next)
3432                   {
3433                     bb = BLOCK_NUM (r->insn);
3434                     RESET_BIT (bmap[bb], indx);
3435                   }
3436               }
3437           }
3438         return;
3439       }
3440
3441     case MEM:
3442       if (set_p)
3443         {
3444           for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3445             if (mem_set_in_block[bb])
3446               SET_BIT (bmap[bb], indx);
3447         }
3448       else
3449         {
3450           for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3451             if (mem_set_in_block[bb])
3452               RESET_BIT (bmap[bb], indx);
3453         }
3454       x = XEXP (x, 0);
3455       goto repeat;
3456
3457     case PC:
3458     case CC0: /*FIXME*/
3459     case CONST:
3460     case CONST_INT:
3461     case CONST_DOUBLE:
3462     case SYMBOL_REF:
3463     case LABEL_REF:
3464     case ADDR_VEC:
3465     case ADDR_DIFF_VEC:
3466       return;
3467
3468     default:
3469       break;
3470     }
3471
3472   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
3473   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3474   for (; i >= 0; i--)
3475     {
3476       if (fmt[i] == 'e')
3477         {
3478           rtx tem = XEXP (x, i);
3479
3480           /* If we are about to do the last recursive call
3481              needed at this level, change it into iteration.
3482              This function is called enough to be worth it.  */
3483           if (i == 0)
3484             {
3485               x = tem;
3486               goto repeat;
3487             }
3488           compute_transp (tem, indx, bmap, set_p);
3489         }
3490       else if (fmt[i] == 'E')
3491         {
3492           int j;
3493           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3494             compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
3495         }
3496     }
3497 }
3498
3499 /* Compute the available expressions at the start and end of each
3500    basic block for cprop.  This particular dataflow equation is
3501    used often enough that we might want to generalize it and make
3502    as a subroutine for other global optimizations that need available
3503    in/out information.  */
3504 static void
3505 compute_cprop_avinout ()
3506 {
3507   int bb, changed, passes;
3508
3509   sbitmap_zero (cprop_avin[0]);
3510   sbitmap_vector_ones (cprop_avout, n_basic_blocks);
3511
3512   passes = 0;
3513   changed = 1;
3514   while (changed)
3515     {
3516       changed = 0;
3517       for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3518         {
3519           if (bb != 0)
3520             sbitmap_intersect_of_predecessors (cprop_avin[bb],
3521                                                cprop_avout, bb, s_preds);
3522           changed |= sbitmap_union_of_diff (cprop_avout[bb],
3523                                             cprop_pavloc[bb],
3524                                             cprop_avin[bb],
3525                                             cprop_absaltered[bb]);
3526         }
3527       passes++;
3528     }
3529
3530   if (gcse_file)
3531     fprintf (gcse_file, "cprop avail expr computation: %d passes\n", passes);
3532 }
3533
3534 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
3535    propagation.  */
3536
3537 static void
3538 compute_cprop_data ()
3539 {
3540   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, 1);
3541   compute_cprop_avinout ();
3542 }
3543 \f
3544 /* Copy/constant propagation.  */
3545
3546 struct reg_use {
3547   rtx reg_rtx;
3548 };
3549
3550 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
3551 #define MAX_USES 8
3552
3553 /* Table of uses found in an insn.
3554    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
3555 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
3556
3557 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
3558 static int reg_use_count;
3559
3560 /* Set up a list of register numbers used in INSN.
3561    The found uses are stored in `reg_use_table'.
3562    `reg_use_count' is initialized to zero before entry, and
3563    contains the number of uses in the table upon exit.
3564
3565    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple
3566    times.  This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
3567
3568 static void
3569 find_used_regs (x)
3570      rtx x;
3571 {
3572   int i;
3573   enum rtx_code code;
3574   char *fmt;
3575
3576   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
3577  repeat:
3578
3579   if (x == 0)
3580     return;
3581
3582   code = GET_CODE (x);
3583   switch (code)
3584     {
3585     case REG:
3586       if (reg_use_count == MAX_USES)
3587         return;
3588       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
3589       reg_use_count++;
3590       return;
3591
3592     case MEM:
3593       x = XEXP (x, 0);
3594       goto repeat;
3595
3596     case PC:
3597     case CC0:
3598     case CONST:
3599     case CONST_INT:
3600     case CONST_DOUBLE:
3601     case SYMBOL_REF:
3602     case LABEL_REF:
3603     case CLOBBER:
3604     case ADDR_VEC:
3605     case ADDR_DIFF_VEC:
3606     case ASM_INPUT: /*FIXME*/
3607       return;
3608
3609     case SET:
3610       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) == MEM)
3611         find_used_regs (SET_DEST (x));
3612       x = SET_SRC (x);
3613       goto repeat;
3614
3615     default:
3616       break;
3617     }
3618
3619   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
3620
3621   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3622   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3623     {
3624       if (fmt[i] == 'e')
3625         {
3626           /* If we are about to do the last recursive call
3627              needed at this level, change it into iteration.
3628              This function is called enough to be worth it.  */
3629           if (i == 0)
3630             {
3631               x = XEXP (x, 0);
3632               goto repeat;
3633             }
3634           find_used_regs (XEXP (x, i));
3635         }
3636       else if (fmt[i] == 'E')
3637         {
3638           int j;
3639           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3640             find_used_regs (XVECEXP (x, i, j));
3641         }
3642     }
3643 }
3644
3645 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
3646    Returns non-zero is successful.  */
3647
3648 static int
3649 try_replace_reg (from, to, insn)
3650      rtx from, to, insn;
3651 {
3652   /* If this fails we could try to simplify the result of the
3653      replacement and attempt to recognize the simplified insn.
3654
3655      But we need a general simplify_rtx that doesn't have pass
3656      specific state variables.  I'm not aware of one at the moment.  */
3657   return validate_replace_src (from, to, insn);
3658 }
3659
3660 /* Find a set of REGNO that is available on entry to INSN's block.
3661    Returns NULL if not found.  */
3662
3663 static struct expr *
3664 find_avail_set (regno, insn)
3665      int regno;
3666      rtx insn;
3667 {
3668   struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
3669
3670   while (set)
3671     {
3672       if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
3673         break;
3674       set = next_set (regno, set);
3675     }
3676
3677   return set;
3678 }
3679
3680 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
3681    The result is non-zero if a change was made.  */
3682
3683 static int
3684 cprop_insn (insn, alter_jumps)
3685      rtx insn;
3686      int alter_jumps;
3687 {
3688   struct reg_use *reg_used;
3689   int changed = 0;
3690
3691   /* Only propagate into SETs.  Note that a conditional jump is a
3692      SET with pc_rtx as the destination.  */
3693   if ((GET_CODE (insn) != INSN
3694        && GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
3695       || GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
3696     return 0;
3697
3698   reg_use_count = 0;
3699   find_used_regs (PATTERN (insn));
3700
3701   reg_used = &reg_use_table[0];
3702   for ( ; reg_use_count > 0; reg_used++, reg_use_count--)
3703     {
3704       rtx pat, src;
3705       struct expr *set;
3706       int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
3707
3708       /* Ignore registers created by GCSE.
3709          We do this because ... */
3710       if (regno >= max_gcse_regno)
3711         continue;
3712
3713       /* If the register has already been set in this block, there's
3714          nothing we can do.  */
3715       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
3716         continue;
3717
3718       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
3719          at the start of the block.  */
3720       set = find_avail_set (regno, insn);
3721       if (! set || set->expr->volatil)
3722         continue;
3723   
3724       pat = set->expr;
3725       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
3726       if (GET_CODE (pat) != SET)
3727         abort ();
3728       src = SET_SRC (pat);
3729
3730       /* Constant propagation.  */
3731       if (GET_CODE (src) == CONST_INT || GET_CODE (src) == CONST_DOUBLE)
3732         {
3733           /* Handle normal insns first.  */
3734           if (GET_CODE (insn) == INSN
3735               && try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
3736             {
3737               changed = 1;
3738               const_prop_count++;
3739               if (gcse_file != NULL)
3740                 {
3741                   fprintf (gcse_file, "CONST-PROP: Replacing reg %d in insn %d with constant ",
3742                            regno, INSN_UID (insn));
3743                   print_rtl (gcse_file, src);
3744                   fprintf (gcse_file, "\n");
3745                 }
3746
3747               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
3748                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
3749             }
3750
3751           /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
3752              We're pretty specific about what we will handle in this
3753              code, we can extend this as necessary over time.
3754
3755              Right now the insn in question must look like
3756
3757              (set (pc) (if_then_else ...))
3758
3759              Note this does not currently handle machines which use cc0.  */
3760           else if (alter_jumps
3761                    && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3762                    && condjump_p (insn)
3763                    && ! simplejump_p (insn))
3764             {
3765               /* We want a copy of the JUMP_INSN so we can modify it
3766                  in-place as needed without effecting the original.  */
3767               rtx copy = copy_rtx (insn);
3768               rtx set = PATTERN (copy);
3769               rtx temp;
3770
3771               /* Replace the register with the appropriate constant.  */
3772               replace_rtx (SET_SRC (set), reg_used->reg_rtx, src);
3773
3774               temp = simplify_ternary_operation (GET_CODE (SET_SRC (set)),
3775                                                  GET_MODE (SET_SRC (set)),
3776                                                  GET_MODE (XEXP (SET_SRC (set), 0)),
3777                                                  XEXP (SET_SRC (set), 0),
3778                                                  XEXP (SET_SRC (set), 1),
3779                                                  XEXP (SET_SRC (set), 2));
3780
3781               /* If no simplification can be made, then try the next
3782                  register.  */
3783               if (temp)
3784                 SET_SRC (set) = temp;
3785               else
3786                 continue;
3787
3788               /* That may have changed the structure of TEMP, so
3789                  force it to be rerecognized if it has not turned
3790                  into a nop or unconditional jump.  */
3791                 
3792               INSN_CODE (copy) = -1;
3793               if ((SET_DEST (set) == pc_rtx
3794                    && (SET_SRC (set) == pc_rtx
3795                        || GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF))
3796                   || recog (PATTERN (copy), copy, NULL) >= 0)
3797                 {
3798                   /* This has either become an unconditional jump
3799                      or a nop-jump.  We'd like to delete nop jumps
3800                      here, but doing so confuses gcse.  So we just
3801                      make the replacement and let later passes
3802                      sort things out.  */
3803                   PATTERN (insn) = set;
3804                   INSN_CODE (insn) = -1;
3805
3806                   /* One less use of the label this insn used to jump to
3807                      if we turned this into a NOP jump.  */
3808                   if (SET_SRC (set) == pc_rtx && JUMP_LABEL (insn) != 0)
3809                     --LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn));
3810
3811                   /* If this has turned into an unconditional jump,
3812                      then put a barrier after it so that the unreachable
3813                      code will be deleted.  */
3814                   if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF)
3815                     emit_barrier_after (insn);
3816
3817                   run_jump_opt_after_gcse = 1;
3818
3819                   changed = 1;
3820                   const_prop_count++;
3821                   if (gcse_file != NULL)
3822                     {
3823                       fprintf (gcse_file, "CONST-PROP: Replacing reg %d in insn %d with constant ",
3824                                regno, INSN_UID (insn));
3825                       print_rtl (gcse_file, src);
3826                       fprintf (gcse_file, "\n");
3827                     }
3828                 }
3829             }
3830         }
3831       else if (GET_CODE (src) == REG
3832                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3833                && REGNO (src) != regno)
3834         {
3835           /* We know the set is available.
3836              Now check that SET_SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
3837              have changed since the start of the block).  */
3838           if (oprs_not_set_p (src, insn))
3839             {
3840               if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
3841                 {
3842                   changed = 1;
3843                   copy_prop_count++;
3844                   if (gcse_file != NULL)
3845                     {
3846                       fprintf (gcse_file, "COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d with reg %d\n",
3847                                regno, INSN_UID (insn), REGNO (src));
3848                     }
3849
3850                   /* The original insn setting reg_used may or may not now be
3851                      deletable.  We leave the deletion to flow.  */
3852                   /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
3853                      then we may have unnecessarily extended register lifetimes
3854                      and made things worse.  */
3855                 }
3856             }
3857         }
3858     }
3859
3860   return changed;
3861 }
3862
3863 /* Forward propagate copies.
3864    This includes copies and constants.
3865    Return non-zero if a change was made.  */
3866
3867 static int
3868 cprop (alter_jumps)
3869      int alter_jumps;
3870 {
3871   int bb, changed;
3872   rtx insn;
3873
3874   /* Note we start at block 1.  */
3875
3876   changed = 0;
3877   for (bb = 1; bb < n_basic_blocks; bb++)
3878     {
3879       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3880          start of the block].  */
3881       reset_opr_set_tables ();
3882
3883       for (insn = BLOCK_HEAD (bb);
3884            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (bb));
3885            insn = NEXT_INSN (insn))
3886         {
3887           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3888             {
3889               changed |= cprop_insn (insn, alter_jumps);
3890
3891               /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3892               /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3893               mark_oprs_set (insn);
3894             }
3895         }
3896     }
3897
3898   if (gcse_file != NULL)
3899     fprintf (gcse_file, "\n");
3900
3901   return changed;
3902 }
3903
3904 /* Perform one copy/constant propagation pass.
3905    F is the first insn in the function.
3906    PASS is the pass count.  */
3907
3908 static int
3909 one_cprop_pass (pass, alter_jumps)
3910      int pass;
3911      int alter_jumps;
3912 {
3913   int changed = 0;
3914
3915   const_prop_count = 0;
3916   copy_prop_count = 0;
3917
3918   alloc_set_hash_table (max_cuid);
3919   compute_set_hash_table ();
3920   if (gcse_file)
3921     dump_hash_table (gcse_file, "SET", set_hash_table, set_hash_table_size,
3922                      n_sets);
3923   if (n_sets > 0)
3924     {
3925       alloc_cprop_mem (n_basic_blocks, n_sets);
3926       compute_cprop_data ();
3927       changed = cprop (alter_jumps);
3928       free_cprop_mem ();
3929     }
3930   free_set_hash_table ();
3931
3932   if (gcse_file)
3933     {
3934       fprintf (gcse_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, %d const props, %d copy props\n",
3935                current_function_name, pass,
3936                bytes_used, const_prop_count, copy_prop_count);
3937       fprintf (gcse_file, "\n");
3938     }
3939
3940   return changed;
3941 }
3942 \f
3943 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
3944
3945 /* Local properties of expressions.  */
3946 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
3947 static sbitmap *transp;
3948
3949 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
3950    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
3951    created by a calls.  */
3952 static sbitmap *transpout;
3953
3954 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
3955 static sbitmap *comp;
3956
3957 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
3958 static sbitmap *antloc;
3959
3960 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
3961    point.  */
3962 static sbitmap *pre_optimal;
3963
3964 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
3965 static sbitmap *pre_redundant;
3966
3967 static sbitmap *temp_bitmap;
3968
3969 /* Redundant insns.  */
3970 static sbitmap pre_redundant_insns;
3971
3972 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
3973
3974 static void
3975 alloc_pre_mem (n_blocks, n_exprs)
3976      int n_blocks, n_exprs;
3977 {
3978   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3979   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3980   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3981
3982   temp_bitmap = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3983   pre_optimal = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3984   pre_redundant = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3985   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3986 }
3987
3988 /* Free vars used for PRE analysis.  */
3989
3990 static void
3991 free_pre_mem ()
3992 {
3993   free (transp);
3994   free (comp);
3995   free (antloc);
3996
3997   free (pre_optimal);
3998   free (pre_redundant);
3999   free (transpout);
4000 }
4001
4002 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
4003
4004 static void
4005 compute_pre_data ()
4006 {
4007   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
4008   compute_transpout ();
4009   pre_lcm (n_basic_blocks, n_exprs, s_preds, s_succs, transp,
4010            antloc, pre_redundant, pre_optimal);
4011 }
4012
4013 \f
4014 /* PRE utilities */
4015
4016 /* Return non-zero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
4017    block BB.
4018
4019    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
4020    been visited.  It is NULL for the top-level call.
4021
4022    CHECK_PRE_COMP controls whether or not we check for a computation of
4023    EXPR in OCCR_BB.
4024
4025    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
4026    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
4027    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
4028    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
4029    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
4030    the closest such expression.  */
4031
4032 static int
4033 pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, bb, check_pre_comp, visited)
4034      int occr_bb;
4035      struct expr *expr;
4036      int bb;
4037      int check_pre_comp;
4038      char *visited;
4039 {
4040   int_list_ptr pred;
4041
4042   if (visited == NULL)
4043     {
4044       visited = (char *) alloca (n_basic_blocks);
4045       bzero (visited, n_basic_blocks);
4046     }
4047
4048   for (pred = s_preds[bb]; pred != NULL; pred = pred->next)
4049     {
4050       int pred_bb = INT_LIST_VAL (pred);
4051
4052       if (pred_bb == ENTRY_BLOCK
4053           /* Has predecessor has already been visited?  */
4054           || visited[pred_bb])
4055         {
4056           /* Nothing to do.  */
4057         }
4058       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4059       else if ((!check_pre_comp && occr_bb == pred_bb)
4060                || TEST_BIT (comp[pred_bb], expr->bitmap_index))
4061         {
4062           /* Is this the occurrence we're looking for?
4063              Note that there's only one generating occurrence per block
4064              so we just need to check the block number.  */
4065           if (occr_bb == pred_bb)
4066             return 1;
4067           visited[pred_bb] = 1;
4068         }
4069       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
4070       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb], expr->bitmap_index))
4071         visited[pred_bb] = 1;
4072       /* Neither gen nor kill.  */
4073       else
4074         {
4075           visited[pred_bb] = 1;
4076           if (pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, pred_bb,
4077                                        check_pre_comp, visited))
4078             return 1;
4079         }
4080     }
4081
4082   /* All paths have been checked.  */
4083   return 0;
4084 }
4085 \f
4086 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
4087
4088    This is used by both the PRE and code hoisting.
4089
4090    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
4091    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
4092    no sense for code hoisting.  */
4093
4094 static void
4095 insert_insn_end_bb (expr, bb, pre)
4096      struct expr *expr;
4097      int bb;
4098      int pre;
4099 {
4100   rtx insn = BLOCK_END (bb);
4101   rtx new_insn;
4102   rtx reg = expr->reaching_reg;
4103   int regno = REGNO (reg);
4104   rtx pat, copied_expr;
4105   rtx first_new_insn;
4106
4107   start_sequence ();
4108   copied_expr = copy_rtx (expr->expr);
4109   emit_move_insn (reg, copied_expr);
4110   first_new_insn = get_insns ();
4111   pat = gen_sequence ();
4112   end_sequence ();
4113
4114   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4115      handle cc0, etc. properly].  */
4116
4117   if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
4118     {
4119 #ifdef HAVE_cc0
4120       rtx note;
4121 #endif
4122
4123       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
4124          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
4125          the new instruction just before the tablejump.  */
4126       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
4127           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
4128         insn = prev_real_insn (insn);
4129
4130 #ifdef HAVE_cc0
4131       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
4132          if cc0 isn't set.  */
4133       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
4134       if (note)
4135         insn = XEXP (note, 0);
4136       else
4137         {
4138           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
4139           if (maybe_cc0_setter
4140               && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (maybe_cc0_setter)) == 'i'
4141               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
4142             insn = maybe_cc0_setter;
4143         }
4144 #endif
4145       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
4146       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4147       if (BLOCK_HEAD (bb) == insn)
4148         BLOCK_HEAD (bb) = new_insn;
4149     }
4150   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
4151      of exception handling.  */
4152   else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
4153     {
4154       HARD_REG_SET parm_regs;
4155       int nparm_regs;
4156       rtx p;
4157
4158       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
4159          we search backward and place the instructions before the first
4160          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
4161          presumtion that we'll get better code elsewhere as well.  */
4162
4163       /* It should always be the case that we can put these instructions
4164          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4165          Check this.  */
4166       if (pre
4167           && !TEST_BIT (antloc[bb], expr->bitmap_index)
4168           && !TEST_BIT (transp[bb], expr->bitmap_index))
4169         abort ();
4170
4171       /* Since different machines initialize their parameter registers
4172          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
4173          parameter registers.  */
4174       CLEAR_HARD_REG_SET (parm_regs);
4175       nparm_regs = 0;
4176       for (p = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); p ; p = XEXP (p, 1))
4177         if (GET_CODE (XEXP (p, 0)) == USE
4178             && GET_CODE (XEXP (XEXP (p, 0), 0)) == REG)
4179           {
4180             int regno = REGNO (XEXP (XEXP (p, 0), 0));
4181             if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4182               abort ();
4183             SET_HARD_REG_BIT (parm_regs, regno);
4184             nparm_regs++;
4185           }
4186
4187       /* Search backward for the first set of a register in this set.  */
4188       while (nparm_regs && BLOCK_HEAD (bb) != insn)
4189         {
4190           insn = PREV_INSN (insn);
4191           p = single_set (insn);
4192           if (p && GET_CODE (SET_DEST (p)) == REG
4193               && REGNO (SET_DEST (p)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4194               && TEST_HARD_REG_BIT (parm_regs, REGNO (SET_DEST (p))))
4195             {
4196               CLEAR_HARD_REG_BIT (parm_regs, REGNO (SET_DEST (p)));
4197               nparm_regs--;
4198             }
4199         }
4200       
4201       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
4202          before the first parameter load.
4203
4204          If we did not find all the parameter loads, then we might have
4205          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
4206          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
4207          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
4208          after the CODE_LABEL.
4209
4210          ?!? Do we need to account for NOTE_INSN_BASIC_BLOCK here?  */
4211       if (GET_CODE (insn) != CODE_LABEL)
4212         {
4213           new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4214           if (BLOCK_HEAD (bb) == insn)
4215             BLOCK_HEAD (bb) = new_insn;
4216         }
4217       else
4218         {
4219           new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
4220         }
4221     }
4222   else
4223     {
4224       new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
4225       BLOCK_END (bb) = new_insn;
4226     }
4227
4228   /* Keep block number table up to date.
4229      Note, PAT could be a multiple insn sequence, we have to make
4230      sure that each insn in the sequence is handled.  */
4231   if (GET_CODE (pat) == SEQUENCE)
4232     {
4233       int i;
4234
4235       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
4236         {
4237           rtx insn = XVECEXP (pat, 0, i);
4238           set_block_num (insn, bb);
4239           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
4240             add_label_notes (PATTERN (insn), new_insn);
4241           record_set_insn = insn;
4242           note_stores (PATTERN (insn), record_set_info);
4243         }
4244     }
4245   else
4246     {
4247       add_label_notes (SET_SRC (pat), new_insn);
4248       set_block_num (new_insn, bb);
4249       /* Keep register set table up to date.  */
4250       record_one_set (regno, new_insn);
4251     }
4252
4253   gcse_create_count++;
4254
4255   if (gcse_file)
4256     {
4257       fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, copying expression %d to reg %d\n",
4258                bb, INSN_UID (new_insn), expr->bitmap_index, regno);
4259     }
4260 }
4261
4262 /* Insert partially redundant expressions at the ends of appropriate basic
4263    blocks making them fully redundant.  */
4264
4265 static void
4266 pre_insert (index_map)
4267      struct expr **index_map;
4268 {
4269   int bb, i, set_size;
4270   sbitmap *inserted;
4271
4272   /* Compute INSERT = PRE_OPTIMAL & ~PRE_REDUNDANT. 
4273      Where INSERT is nonzero, we add the expression at the end of the basic
4274      block if it reaches any of the deleted expressions.  */
4275
4276   set_size = pre_optimal[0]->size;
4277   inserted = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, n_exprs);
4278   sbitmap_vector_zero (inserted, n_basic_blocks);
4279
4280   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
4281     {
4282       int indx;
4283
4284       /* This computes the number of potential insertions we need.  */
4285       sbitmap_not (temp_bitmap[bb], pre_redundant[bb]);
4286       sbitmap_a_and_b (temp_bitmap[bb], temp_bitmap[bb], pre_optimal[bb]);
4287
4288       /* TEMP_BITMAP[bb] now contains a bitmap of the expressions that we need
4289          to insert at the end of this basic block.  */
4290       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
4291         {
4292           SBITMAP_ELT_TYPE insert = temp_bitmap[bb]->elms[i];
4293           int j;
4294
4295           for (j = indx; insert && j < n_exprs; j++, insert >>= 1)
4296             {
4297               if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
4298                 {
4299                   struct expr *expr = index_map[j];
4300                   struct occr *occr;
4301
4302                   /* Now look at each deleted occurence of this expression.  */
4303                   for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4304                     {
4305                       if (! occr->deleted_p)
4306                         continue;
4307
4308                       /* Insert this expression at the end of BB if it would
4309                          reach the deleted occurence.  */
4310                       if (!TEST_BIT (inserted[bb], j)
4311                           && pre_expr_reaches_here_p (bb, expr,
4312                                                    BLOCK_NUM (occr->insn), 0,
4313                                                    NULL))
4314                         {
4315                           SET_BIT (inserted[bb], j);
4316                           insert_insn_end_bb (index_map[j], bb, 1);
4317                         }
4318                     }
4319                 }
4320             }
4321         }
4322     }
4323 }
4324
4325 /* Copy the result of INSN to REG.
4326    INDX is the expression number.  */
4327
4328 static void
4329 pre_insert_copy_insn (expr, insn)
4330      struct expr *expr;
4331      rtx insn;
4332 {
4333   rtx reg = expr->reaching_reg;
4334   int regno = REGNO (reg);
4335   int indx = expr->bitmap_index;
4336   rtx set = single_set (insn);
4337   rtx new_insn;
4338
4339   if (!set)
4340     abort ();
4341   new_insn = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, SET_DEST (set)),
4342                               insn);
4343   /* Keep block number table up to date.  */
4344   set_block_num (new_insn, BLOCK_NUM (insn));
4345   /* Keep register set table up to date.  */
4346   record_one_set (regno, new_insn);
4347
4348   gcse_create_count++;
4349
4350   if (gcse_file)
4351     {
4352       fprintf (gcse_file, "PRE: bb %d, insn %d, copying expression %d in insn %d to reg %d\n",
4353                BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx, INSN_UID (insn), regno);
4354     }
4355 }
4356
4357 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
4358    to `reaching_reg'.  */
4359
4360 static void
4361 pre_insert_copies ()
4362 {
4363   int i, bb;
4364
4365   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
4366     {
4367       sbitmap_a_and_b (temp_bitmap[bb], pre_optimal[bb], pre_redundant[bb]);
4368     }
4369
4370   /* For each available expression in the table, copy the result to
4371      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
4372
4373      ??? The current algorithm is rather brute force.
4374      Need to do some profiling.  */
4375
4376   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
4377     {
4378       struct expr *expr;
4379
4380       for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4381         {
4382           struct occr *occr;
4383
4384           /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.
4385              However, we don't want to insert a copy here because the
4386              expression may not really be redundant.  So only insert
4387              an insn if the expression was deleted.
4388              This test also avoids further processing if the expression
4389              wasn't deleted anywhere.  */
4390           if (expr->reaching_reg == NULL)
4391             continue;
4392
4393           for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4394             {
4395               struct occr *avail;
4396
4397               if (! occr->deleted_p)
4398                 continue;
4399
4400               for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
4401                 {
4402                   rtx insn = avail->insn;
4403                   int bb = BLOCK_NUM (insn);
4404
4405                   if (!TEST_BIT (temp_bitmap[bb], expr->bitmap_index))
4406                     continue;
4407
4408                   /* No need to handle this one if handled already.  */
4409                   if (avail->copied_p)
4410                     continue;
4411                   /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
4412                   if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
4413                     continue;
4414                   /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
4415                   if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_NUM (avail->insn), expr,
4416                                                  BLOCK_NUM (occr->insn),
4417                                                  1, NULL))
4418                     continue;
4419
4420                   /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
4421                   pre_insert_copy_insn (expr, insn);
4422                   avail->copied_p = 1;
4423                 }
4424             }
4425         }
4426     }
4427 }
4428
4429 /* Delete redundant computations.
4430    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
4431    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
4432    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
4433
4434    Returns non-zero if a change is made.  */
4435
4436 static int
4437 pre_delete ()
4438 {
4439   int i, bb, changed;
4440
4441   /* Compute the expressions which are redundant and need to be replaced by
4442      copies from the reaching reg to the target reg.  */
4443   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
4444     {
4445       sbitmap_not (temp_bitmap[bb], pre_optimal[bb]);
4446       sbitmap_a_and_b (temp_bitmap[bb], temp_bitmap[bb], pre_redundant[bb]);
4447     }
4448
4449   changed = 0;
4450   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
4451     {
4452       struct expr *expr;
4453
4454       for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4455         {
4456           struct occr *occr;
4457           int indx = expr->bitmap_index;
4458
4459           /* We only need to search antic_occr since we require
4460              ANTLOC != 0.  */
4461
4462           for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4463             {
4464               rtx insn = occr->insn;
4465               rtx set;
4466               int bb = BLOCK_NUM (insn);
4467
4468               if (TEST_BIT (temp_bitmap[bb], indx))
4469                 {
4470                   set = single_set (insn);
4471                   if (! set)
4472                     abort ();
4473
4474                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
4475                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
4476                      from the mode of the original destination pseudo.  */
4477                   if (expr->reaching_reg == NULL)
4478                     expr->reaching_reg
4479                       = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
4480
4481                   /* In theory this should never fail since we're creating
4482                      a reg->reg copy.
4483
4484                      However, on the x86 some of the movXX patterns actually
4485                      contain clobbers of scratch regs.  This may cause the
4486                      insn created by validate_change to not match any pattern
4487                      and thus cause validate_change to fail.   */
4488                   if (validate_change (insn, &SET_SRC (set),
4489                                        expr->reaching_reg, 0))
4490                     {
4491                       occr->deleted_p = 1;
4492                       SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
4493                       changed = 1;
4494                       gcse_subst_count++;
4495                     }
4496
4497                   if (gcse_file)
4498                     {
4499                       fprintf (gcse_file,
4500                                "PRE: redundant insn %d (expression %d) in bb %d, reaching reg is %d\n",
4501                                INSN_UID (insn), indx, bb, REGNO (expr->reaching_reg));
4502                     }
4503                 }
4504             }
4505         }
4506     }
4507
4508   return changed;
4509 }
4510
4511 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
4512    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
4513    has been done.
4514
4515    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis,
4516    and lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in
4517    Advanced Compiler Design and Implementation.
4518
4519    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.
4520    The nice thing about the classical approach is that it would try to
4521    use an existing reg.  If the register can't be adequately optimized
4522    [i.e. we introduce reload problems], one could add a pass here to
4523    propagate the new register through the block.
4524
4525    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently]
4526    not able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create
4527    full redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason
4528    why we can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
4529    redundancies.  */
4530
4531 static int
4532 pre_gcse ()
4533 {
4534   int i;
4535   int changed;
4536   struct expr **index_map;
4537
4538   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4539      hash table entry.  */
4540
4541   index_map = (struct expr **) alloca (n_exprs * sizeof (struct expr *));
4542   bzero ((char *) index_map, n_exprs * sizeof (struct expr *));
4543   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
4544     {
4545       struct expr *expr;
4546
4547       for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4548         index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4549     }
4550
4551   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
4552   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
4553   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
4554
4555   /* Delete the redundant insns first so that
4556      - we know what register to use for the new insns and for the other
4557        ones with reaching expressions
4558      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
4559   changed = pre_delete ();
4560
4561   /* Insert insns in places that make partially redundant expressions
4562      fully redundant.  */
4563   pre_insert (index_map);
4564
4565   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
4566      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expression.  */
4567   pre_insert_copies ();
4568
4569   free (pre_redundant_insns);
4570
4571   return changed;
4572 }
4573
4574 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
4575
4576    Return non-zero if a change was made.  */
4577
4578 static int
4579 one_pre_gcse_pass (pass)
4580      int pass;
4581 {
4582   int changed = 0;
4583
4584   gcse_subst_count = 0;
4585   gcse_create_count = 0;
4586
4587   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
4588   compute_expr_hash_table ();
4589   if (gcse_file)
4590     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
4591                      expr_hash_table_size, n_exprs);
4592   if (n_exprs > 0)
4593     {
4594       alloc_pre_mem (n_basic_blocks, n_exprs);
4595       compute_pre_data ();
4596       changed |= pre_gcse ();
4597       free_pre_mem ();
4598     }
4599   free_expr_hash_table ();
4600
4601   if (gcse_file)
4602     {
4603       fprintf (gcse_file, "\n");
4604       fprintf (gcse_file, "PRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs, %d insns created\n",
4605                current_function_name, pass,
4606                bytes_used, gcse_subst_count, gcse_create_count);
4607     }
4608
4609   return changed;
4610 }
4611 \f
4612 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
4613    We have to add REG_LABEL notes, because the following loop optimization
4614    pass requires them.  */
4615
4616 /* ??? This is very similar to the loop.c add_label_notes function.  We
4617    could probably share code here.  */
4618
4619 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
4620    then we would not need to do this here, because jump would add the
4621    necessary REG_LABEL notes.  */
4622
4623 static void
4624 add_label_notes (x, insn)
4625      rtx x;
4626      rtx insn;
4627 {
4628   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
4629   int i, j;
4630   char *fmt;
4631
4632   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
4633     {
4634       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
4635          avoid flow generating (slighly) worse code.
4636
4637          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
4638          mark_jump_label for additional information).  */
4639       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
4640                                             REG_NOTES (insn));
4641       return;
4642     }
4643
4644   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4645   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4646     {
4647       if (fmt[i] == 'e')
4648         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
4649       else if (fmt[i] == 'E')
4650         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4651           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
4652     }
4653 }
4654
4655 /* Compute transparent outgoing information for each block.
4656
4657    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
4658    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
4659    when the edge is traversed through a call.  This happens with
4660    non-local labels and exceptions.
4661
4662    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
4663    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
4664    it should be possible with exception handling, since we still have
4665    control over which handler should be invoked.  But due to increased
4666    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
4667
4668 static void
4669 compute_transpout ()
4670 {
4671   int bb;
4672
4673   sbitmap_vector_ones (transpout, n_basic_blocks);
4674
4675   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; ++bb)
4676     {
4677       int i;
4678
4679       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
4680          end in call instructions for reasons other than abnormal
4681          control flow.  */
4682       if (GET_CODE (BLOCK_END (bb)) != CALL_INSN)
4683         continue;
4684
4685       for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
4686         {
4687           struct expr *expr;
4688           for (expr = expr_hash_table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
4689             if (GET_CODE (expr->expr) == MEM)
4690               {
4691                 rtx addr = XEXP (expr->expr, 0);
4692
4693                 if (GET_CODE (addr) == SYMBOL_REF
4694                     && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (addr))
4695                   continue;
4696                 
4697                 /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
4698                    analysis to determine if this mem is actually killed
4699                    by this call.  */
4700                 RESET_BIT (transpout[bb], expr->bitmap_index);
4701               }
4702         }
4703     }
4704 }