Update GCC80 to version 8.3
[dragonfly.git] / contrib / gcc-8.0 / gcc / tree-ssa-coalesce.c
1 /* Coalesce SSA_NAMES together for the out-of-ssa pass.
2    Copyright (C) 2004-2018 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Andrew MacLeod <amacleod@redhat.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC 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 3, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC 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 GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "backend.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "gimple.h"
27 #include "predict.h"
28 #include "memmodel.h"
29 #include "tm_p.h"
30 #include "ssa.h"
31 #include "tree-ssa.h"
32 #include "tree-pretty-print.h"
33 #include "diagnostic-core.h"
34 #include "dumpfile.h"
35 #include "gimple-iterator.h"
36 #include "tree-ssa-live.h"
37 #include "tree-ssa-coalesce.h"
38 #include "explow.h"
39 #include "tree-dfa.h"
40 #include "stor-layout.h"
41
42 /* This set of routines implements a coalesce_list.  This is an object which
43    is used to track pairs of ssa_names which are desirable to coalesce
44    together to avoid copies.  Costs are associated with each pair, and when
45    all desired information has been collected, the object can be used to
46    order the pairs for processing.  */
47
48 /* This structure defines a pair entry.  */
49
50 struct coalesce_pair
51 {
52   int first_element;
53   int second_element;
54   int cost;
55
56   /* A count of the number of unique partitions this pair would conflict
57      with if coalescing was successful.  This is the secondary sort key,
58      given two pairs with equal costs, we will prefer the pair with a smaller
59      conflict set.
60
61      This is lazily initialized when we discover two coalescing pairs have
62      the same primary cost.
63
64      Note this is not updated and propagated as pairs are coalesced.  */
65   int conflict_count;
66
67   /* The order in which coalescing pairs are discovered is recorded in this
68      field, which is used as the final tie breaker when sorting coalesce
69      pairs.  */
70   int index;
71 };
72
73 /* This represents a conflict graph.  Implemented as an array of bitmaps.
74    A full matrix is used for conflicts rather than just upper triangular form.
75    this makes it much simpler and faster to perform conflict merges.  */
76
77 struct ssa_conflicts
78 {
79   bitmap_obstack obstack;       /* A place to allocate our bitmaps.  */
80   vec<bitmap> conflicts;
81 };
82
83 /* The narrow API of the qsort comparison function doesn't allow easy
84    access to additional arguments.  So we have two globals (ick) to hold
85    the data we need.  They're initialized before the call to qsort and
86    wiped immediately after.  */
87 static ssa_conflicts *conflicts_;
88 static var_map map_;
89
90 /* Coalesce pair hashtable helpers.  */
91
92 struct coalesce_pair_hasher : nofree_ptr_hash <coalesce_pair>
93 {
94   static inline hashval_t hash (const coalesce_pair *);
95   static inline bool equal (const coalesce_pair *, const coalesce_pair *);
96 };
97
98 /* Hash function for coalesce list.  Calculate hash for PAIR.   */
99
100 inline hashval_t
101 coalesce_pair_hasher::hash (const coalesce_pair *pair)
102 {
103   hashval_t a = (hashval_t)(pair->first_element);
104   hashval_t b = (hashval_t)(pair->second_element);
105
106   return b * (b - 1) / 2 + a;
107 }
108
109 /* Equality function for coalesce list hash table.  Compare PAIR1 and PAIR2,
110    returning TRUE if the two pairs are equivalent.  */
111
112 inline bool
113 coalesce_pair_hasher::equal (const coalesce_pair *p1, const coalesce_pair *p2)
114 {
115   return (p1->first_element == p2->first_element
116           && p1->second_element == p2->second_element);
117 }
118
119 typedef hash_table<coalesce_pair_hasher> coalesce_table_type;
120 typedef coalesce_table_type::iterator coalesce_iterator_type;
121
122
123 struct cost_one_pair
124 {
125   int first_element;
126   int second_element;
127   cost_one_pair *next;
128 };
129
130 /* This structure maintains the list of coalesce pairs.  */
131
132 struct coalesce_list
133 {
134   coalesce_table_type *list;    /* Hash table.  */
135   coalesce_pair **sorted;       /* List when sorted.  */
136   int num_sorted;               /* Number in the sorted list.  */
137   cost_one_pair *cost_one_list;/* Single use coalesces with cost 1.  */
138 };
139
140 #define NO_BEST_COALESCE        -1
141 #define MUST_COALESCE_COST      INT_MAX
142
143
144 /* Return cost of execution of copy instruction with FREQUENCY.  */
145
146 static inline int
147 coalesce_cost (int frequency, bool optimize_for_size)
148 {
149   /* Base costs on BB frequencies bounded by 1.  */
150   int cost = frequency;
151
152   if (!cost)
153     cost = 1;
154
155   if (optimize_for_size)
156     cost = 1;
157
158   return cost;
159 }
160
161
162 /* Return the cost of executing a copy instruction in basic block BB.  */
163
164 static inline int
165 coalesce_cost_bb (basic_block bb)
166 {
167   return coalesce_cost (bb->count.to_frequency (cfun),
168                         optimize_bb_for_size_p (bb));
169 }
170
171
172 /* Return the cost of executing a copy instruction on edge E.  */
173
174 static inline int
175 coalesce_cost_edge (edge e)
176 {
177   int mult = 1;
178
179   /* Inserting copy on critical edge costs more than inserting it elsewhere.  */
180   if (EDGE_CRITICAL_P (e))
181     mult = 2;
182   if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
183     return MUST_COALESCE_COST;
184   if (e->flags & EDGE_EH)
185     {
186       edge e2;
187       edge_iterator ei;
188       FOR_EACH_EDGE (e2, ei, e->dest->preds)
189         if (e2 != e)
190           {
191             /* Putting code on EH edge that leads to BB
192                with multiple predecestors imply splitting of
193                edge too.  */
194             if (mult < 2)
195               mult = 2;
196             /* If there are multiple EH predecestors, we
197                also copy EH regions and produce separate
198                landing pad.  This is expensive.  */
199             if (e2->flags & EDGE_EH)
200               {
201                 mult = 5;
202                 break;
203               }
204           }
205     }
206
207   return coalesce_cost (EDGE_FREQUENCY (e),
208                         optimize_edge_for_size_p (e)) * mult;
209 }
210
211
212 /* Retrieve a pair to coalesce from the cost_one_list in CL.  Returns the
213    2 elements via P1 and P2.  1 is returned by the function if there is a pair,
214    NO_BEST_COALESCE is returned if there aren't any.  */
215
216 static inline int
217 pop_cost_one_pair (coalesce_list *cl, int *p1, int *p2)
218 {
219   cost_one_pair *ptr;
220
221   ptr = cl->cost_one_list;
222   if (!ptr)
223     return NO_BEST_COALESCE;
224
225   *p1 = ptr->first_element;
226   *p2 = ptr->second_element;
227   cl->cost_one_list = ptr->next;
228
229   free (ptr);
230
231   return 1;
232 }
233
234 /* Retrieve the most expensive remaining pair to coalesce from CL.  Returns the
235    2 elements via P1 and P2.  Their calculated cost is returned by the function.
236    NO_BEST_COALESCE is returned if the coalesce list is empty.  */
237
238 static inline int
239 pop_best_coalesce (coalesce_list *cl, int *p1, int *p2)
240 {
241   coalesce_pair *node;
242   int ret;
243
244   if (cl->sorted == NULL)
245     return pop_cost_one_pair (cl, p1, p2);
246
247   if (cl->num_sorted == 0)
248     return pop_cost_one_pair (cl, p1, p2);
249
250   node = cl->sorted[--(cl->num_sorted)];
251   *p1 = node->first_element;
252   *p2 = node->second_element;
253   ret = node->cost;
254   free (node);
255
256   return ret;
257 }
258
259
260 /* Create a new empty coalesce list object and return it.  */
261
262 static inline coalesce_list *
263 create_coalesce_list (void)
264 {
265   coalesce_list *list;
266   unsigned size = num_ssa_names * 3;
267
268   if (size < 40)
269     size = 40;
270
271   list = (coalesce_list *) xmalloc (sizeof (struct coalesce_list));
272   list->list = new coalesce_table_type (size);
273   list->sorted = NULL;
274   list->num_sorted = 0;
275   list->cost_one_list = NULL;
276   return list;
277 }
278
279
280 /* Delete coalesce list CL.  */
281
282 static inline void
283 delete_coalesce_list (coalesce_list *cl)
284 {
285   gcc_assert (cl->cost_one_list == NULL);
286   delete cl->list;
287   cl->list = NULL;
288   free (cl->sorted);
289   gcc_assert (cl->num_sorted == 0);
290   free (cl);
291 }
292
293 /* Return the number of unique coalesce pairs in CL.  */
294
295 static inline int
296 num_coalesce_pairs (coalesce_list *cl)
297 {
298   return cl->list->elements ();
299 }
300
301 /* Find a matching coalesce pair object in CL for the pair P1 and P2.  If
302    one isn't found, return NULL if CREATE is false, otherwise create a new
303    coalesce pair object and return it.  */
304
305 static coalesce_pair *
306 find_coalesce_pair (coalesce_list *cl, int p1, int p2, bool create)
307 {
308   struct coalesce_pair p;
309   coalesce_pair **slot;
310   unsigned int hash;
311
312   /* Normalize so that p1 is the smaller value.  */
313   if (p2 < p1)
314     {
315       p.first_element = p2;
316       p.second_element = p1;
317     }
318   else
319     {
320       p.first_element = p1;
321       p.second_element = p2;
322     }
323
324   hash = coalesce_pair_hasher::hash (&p);
325   slot = cl->list->find_slot_with_hash (&p, hash, create ? INSERT : NO_INSERT);
326   if (!slot)
327     return NULL;
328
329   if (!*slot)
330     {
331       struct coalesce_pair * pair = XNEW (struct coalesce_pair);
332       gcc_assert (cl->sorted == NULL);
333       pair->first_element = p.first_element;
334       pair->second_element = p.second_element;
335       pair->cost = 0;
336       pair->index = num_coalesce_pairs (cl);
337       pair->conflict_count = 0;
338       *slot = pair;
339     }
340
341   return (struct coalesce_pair *) *slot;
342 }
343
344 static inline void
345 add_cost_one_coalesce (coalesce_list *cl, int p1, int p2)
346 {
347   cost_one_pair *pair;
348
349   pair = XNEW (cost_one_pair);
350   pair->first_element = p1;
351   pair->second_element = p2;
352   pair->next = cl->cost_one_list;
353   cl->cost_one_list = pair;
354 }
355
356
357 /* Add a coalesce between P1 and P2 in list CL with a cost of VALUE.  */
358
359 static inline void
360 add_coalesce (coalesce_list *cl, int p1, int p2, int value)
361 {
362   coalesce_pair *node;
363
364   gcc_assert (cl->sorted == NULL);
365   if (p1 == p2)
366     return;
367
368   node = find_coalesce_pair (cl, p1, p2, true);
369
370   /* Once the value is at least MUST_COALESCE_COST - 1, leave it that way.  */
371   if (node->cost < MUST_COALESCE_COST - 1)
372     {
373       if (value < MUST_COALESCE_COST - 1)
374         node->cost += value;
375       else
376         node->cost = value;
377     }
378 }
379
380 /* Compute and record how many unique conflicts would exist for the
381    representative partition for each coalesce pair in CL.
382
383    CONFLICTS is the conflict graph and MAP is the current partition view.  */
384
385 static void
386 initialize_conflict_count (coalesce_pair *p,
387                            ssa_conflicts *conflicts,
388                            var_map map)
389 {
390   int p1 = var_to_partition (map, ssa_name (p->first_element));
391   int p2 = var_to_partition (map, ssa_name (p->second_element));
392
393   /* 4 cases.  If both P1 and P2 have conflicts, then build their
394      union and count the members.  Else handle the degenerate cases
395      in the obvious ways.  */
396   if (conflicts->conflicts[p1] && conflicts->conflicts[p2])
397     p->conflict_count = bitmap_count_unique_bits (conflicts->conflicts[p1],
398                                                   conflicts->conflicts[p2]);
399   else if (conflicts->conflicts[p1])
400     p->conflict_count = bitmap_count_bits (conflicts->conflicts[p1]);
401   else if (conflicts->conflicts[p2])
402     p->conflict_count = bitmap_count_bits (conflicts->conflicts[p2]);
403   else
404     p->conflict_count = 0;
405 }
406
407
408 /* Comparison function to allow qsort to sort P1 and P2 in Ascending order.  */
409
410 static int
411 compare_pairs (const void *p1, const void *p2)
412 {
413   coalesce_pair *const *const pp1 = (coalesce_pair *const *) p1;
414   coalesce_pair *const *const pp2 = (coalesce_pair *const *) p2;
415   int result;
416
417   result = (* pp1)->cost - (* pp2)->cost;
418   /* We use the size of the resulting conflict set as the secondary sort key.
419      Given two equal costing coalesce pairs, we want to prefer the pair that
420      has the smaller conflict set.  */
421   if (result == 0)
422     {
423       if (flag_expensive_optimizations)
424         {
425           /* Lazily initialize the conflict counts as it's fairly expensive
426              to compute.  */
427           if ((*pp2)->conflict_count == 0)
428             initialize_conflict_count (*pp2, conflicts_, map_);
429           if ((*pp1)->conflict_count == 0)
430             initialize_conflict_count (*pp1, conflicts_, map_);
431
432           result = (*pp2)->conflict_count - (*pp1)->conflict_count;
433         }
434
435       /* And if everything else is equal, then sort based on which
436          coalesce pair was found first.  */
437       if (result == 0)
438         result = (*pp2)->index - (*pp1)->index;
439     }
440
441   return result;
442 }
443
444 /* Iterate over CL using ITER, returning values in PAIR.  */
445
446 #define FOR_EACH_PARTITION_PAIR(PAIR, ITER, CL)         \
447   FOR_EACH_HASH_TABLE_ELEMENT (*(CL)->list, (PAIR), coalesce_pair_p, (ITER))
448
449
450 /* Prepare CL for removal of preferred pairs.  When finished they are sorted
451    in order from most important coalesce to least important.  */
452
453 static void
454 sort_coalesce_list (coalesce_list *cl, ssa_conflicts *conflicts, var_map map)
455 {
456   unsigned x, num;
457   coalesce_pair *p;
458   coalesce_iterator_type ppi;
459
460   gcc_assert (cl->sorted == NULL);
461
462   num = num_coalesce_pairs (cl);
463   cl->num_sorted = num;
464   if (num == 0)
465     return;
466
467   /* Allocate a vector for the pair pointers.  */
468   cl->sorted = XNEWVEC (coalesce_pair *, num);
469
470   /* Populate the vector with pointers to the pairs.  */
471   x = 0;
472   FOR_EACH_PARTITION_PAIR (p, ppi, cl)
473     cl->sorted[x++] = p;
474   gcc_assert (x == num);
475
476   /* Already sorted.  */
477   if (num == 1)
478     return;
479
480   /* We don't want to depend on qsort_r, so we have to stuff away
481      additional data into globals so it can be referenced in
482      compare_pairs.  */
483   conflicts_ = conflicts;
484   map_ = map;
485   qsort (cl->sorted, num, sizeof (coalesce_pair *), compare_pairs);
486   conflicts_ = NULL;
487   map_ = NULL;
488 }
489
490
491 /* Send debug info for coalesce list CL to file F.  */
492
493 static void
494 dump_coalesce_list (FILE *f, coalesce_list *cl)
495 {
496   coalesce_pair *node;
497   coalesce_iterator_type ppi;
498
499   int x;
500   tree var;
501
502   if (cl->sorted == NULL)
503     {
504       fprintf (f, "Coalesce List:\n");
505       FOR_EACH_PARTITION_PAIR (node, ppi, cl)
506         {
507           tree var1 = ssa_name (node->first_element);
508           tree var2 = ssa_name (node->second_element);
509           print_generic_expr (f, var1, TDF_SLIM);
510           fprintf (f, " <-> ");
511           print_generic_expr (f, var2, TDF_SLIM);
512           fprintf (f, "  (%1d, %1d), ", node->cost, node->conflict_count);
513           fprintf (f, "\n");
514         }
515     }
516   else
517     {
518       fprintf (f, "Sorted Coalesce list:\n");
519       for (x = cl->num_sorted - 1 ; x >=0; x--)
520         {
521           node = cl->sorted[x];
522           fprintf (f, "(%d, %d) ", node->cost, node->conflict_count);
523           var = ssa_name (node->first_element);
524           print_generic_expr (f, var, TDF_SLIM);
525           fprintf (f, " <-> ");
526           var = ssa_name (node->second_element);
527           print_generic_expr (f, var, TDF_SLIM);
528           fprintf (f, "\n");
529         }
530     }
531 }
532
533
534 /* Return an empty new conflict graph for SIZE elements.  */
535
536 static inline ssa_conflicts *
537 ssa_conflicts_new (unsigned size)
538 {
539   ssa_conflicts *ptr;
540
541   ptr = XNEW (ssa_conflicts);
542   bitmap_obstack_initialize (&ptr->obstack);
543   ptr->conflicts.create (size);
544   ptr->conflicts.safe_grow_cleared (size);
545   return ptr;
546 }
547
548
549 /* Free storage for conflict graph PTR.  */
550
551 static inline void
552 ssa_conflicts_delete (ssa_conflicts *ptr)
553 {
554   bitmap_obstack_release (&ptr->obstack);
555   ptr->conflicts.release ();
556   free (ptr);
557 }
558
559
560 /* Test if elements X and Y conflict in graph PTR.  */
561
562 static inline bool
563 ssa_conflicts_test_p (ssa_conflicts *ptr, unsigned x, unsigned y)
564 {
565   bitmap bx = ptr->conflicts[x];
566   bitmap by = ptr->conflicts[y];
567
568   gcc_checking_assert (x != y);
569
570   if (bx)
571     /* Avoid the lookup if Y has no conflicts.  */
572     return by ? bitmap_bit_p (bx, y) : false;
573   else
574     return false;
575 }
576
577
578 /* Add a conflict with Y to the bitmap for X in graph PTR.  */
579
580 static inline void
581 ssa_conflicts_add_one (ssa_conflicts *ptr, unsigned x, unsigned y)
582 {
583   bitmap bx = ptr->conflicts[x];
584   /* If there are no conflicts yet, allocate the bitmap and set bit.  */
585   if (! bx)
586     bx = ptr->conflicts[x] = BITMAP_ALLOC (&ptr->obstack);
587   bitmap_set_bit (bx, y);
588 }
589
590
591 /* Add conflicts between X and Y in graph PTR.  */
592
593 static inline void
594 ssa_conflicts_add (ssa_conflicts *ptr, unsigned x, unsigned y)
595 {
596   gcc_checking_assert (x != y);
597   ssa_conflicts_add_one (ptr, x, y);
598   ssa_conflicts_add_one (ptr, y, x);
599 }
600
601
602 /* Merge all Y's conflict into X in graph PTR.  */
603
604 static inline void
605 ssa_conflicts_merge (ssa_conflicts *ptr, unsigned x, unsigned y)
606 {
607   unsigned z;
608   bitmap_iterator bi;
609   bitmap bx = ptr->conflicts[x];
610   bitmap by = ptr->conflicts[y];
611
612   gcc_checking_assert (x != y);
613   if (! by)
614     return;
615
616   /* Add a conflict between X and every one Y has.  If the bitmap doesn't
617      exist, then it has already been coalesced, and we don't need to add a
618      conflict.  */
619   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (by, 0, z, bi)
620     {
621       bitmap bz = ptr->conflicts[z];
622       if (bz)
623         bitmap_set_bit (bz, x);
624     }
625
626   if (bx)
627     {
628       /* If X has conflicts, add Y's to X.  */
629       bitmap_ior_into (bx, by);
630       BITMAP_FREE (by);
631       ptr->conflicts[y] = NULL;
632     }
633   else
634     {
635       /* If X has no conflicts, simply use Y's.  */
636       ptr->conflicts[x] = by;
637       ptr->conflicts[y] = NULL;
638     }
639 }
640
641
642 /* Dump a conflicts graph.  */
643
644 static void
645 ssa_conflicts_dump (FILE *file, ssa_conflicts *ptr)
646 {
647   unsigned x;
648   bitmap b;
649
650   fprintf (file, "\nConflict graph:\n");
651
652   FOR_EACH_VEC_ELT (ptr->conflicts, x, b)
653     if (b)
654       {
655         fprintf (file, "%d: ", x);
656         dump_bitmap (file, b);
657       }
658 }
659
660
661 /* This structure is used to efficiently record the current status of live
662    SSA_NAMES when building a conflict graph.
663    LIVE_BASE_VAR has a bit set for each base variable which has at least one
664    ssa version live.
665    LIVE_BASE_PARTITIONS is an array of bitmaps using the basevar table as an
666    index, and is used to track what partitions of each base variable are
667    live.  This makes it easy to add conflicts between just live partitions
668    with the same base variable.
669    The values in LIVE_BASE_PARTITIONS are only valid if the base variable is
670    marked as being live.  This delays clearing of these bitmaps until
671    they are actually needed again.  */
672
673 struct live_track
674 {
675   bitmap_obstack obstack;       /* A place to allocate our bitmaps.  */
676   bitmap live_base_var;         /* Indicates if a basevar is live.  */
677   bitmap *live_base_partitions; /* Live partitions for each basevar.  */
678   var_map map;                  /* Var_map being used for partition mapping.  */
679 };
680
681
682 /* This routine will create a new live track structure based on the partitions
683    in MAP.  */
684
685 static live_track *
686 new_live_track (var_map map)
687 {
688   live_track *ptr;
689   int lim, x;
690
691   /* Make sure there is a partition view in place.  */
692   gcc_assert (map->partition_to_base_index != NULL);
693
694   ptr = (live_track *) xmalloc (sizeof (live_track));
695   ptr->map = map;
696   lim = num_basevars (map);
697   bitmap_obstack_initialize (&ptr->obstack);
698   ptr->live_base_partitions = (bitmap *) xmalloc (sizeof (bitmap *) * lim);
699   ptr->live_base_var = BITMAP_ALLOC (&ptr->obstack);
700   for (x = 0; x < lim; x++)
701     ptr->live_base_partitions[x] = BITMAP_ALLOC (&ptr->obstack);
702   return ptr;
703 }
704
705
706 /* This routine will free the memory associated with PTR.  */
707
708 static void
709 delete_live_track (live_track *ptr)
710 {
711   bitmap_obstack_release (&ptr->obstack);
712   free (ptr->live_base_partitions);
713   free (ptr);
714 }
715
716
717 /* This function will remove PARTITION from the live list in PTR.  */
718
719 static inline void
720 live_track_remove_partition (live_track *ptr, int partition)
721 {
722   int root;
723
724   root = basevar_index (ptr->map, partition);
725   bitmap_clear_bit (ptr->live_base_partitions[root], partition);
726   /* If the element list is empty, make the base variable not live either.  */
727   if (bitmap_empty_p (ptr->live_base_partitions[root]))
728     bitmap_clear_bit (ptr->live_base_var, root);
729 }
730
731
732 /* This function will adds PARTITION to the live list in PTR.  */
733
734 static inline void
735 live_track_add_partition (live_track *ptr, int partition)
736 {
737   int root;
738
739   root = basevar_index (ptr->map, partition);
740   /* If this base var wasn't live before, it is now.  Clear the element list
741      since it was delayed until needed.  */
742   if (bitmap_set_bit (ptr->live_base_var, root))
743     bitmap_clear (ptr->live_base_partitions[root]);
744   bitmap_set_bit (ptr->live_base_partitions[root], partition);
745
746 }
747
748
749 /* Clear the live bit for VAR in PTR.  */
750
751 static inline void
752 live_track_clear_var (live_track *ptr, tree var)
753 {
754   int p;
755
756   p = var_to_partition (ptr->map, var);
757   if (p != NO_PARTITION)
758     live_track_remove_partition (ptr, p);
759 }
760
761
762 /* Return TRUE if VAR is live in PTR.  */
763
764 static inline bool
765 live_track_live_p (live_track *ptr, tree var)
766 {
767   int p, root;
768
769   p = var_to_partition (ptr->map, var);
770   if (p != NO_PARTITION)
771     {
772       root = basevar_index (ptr->map, p);
773       if (bitmap_bit_p (ptr->live_base_var, root))
774         return bitmap_bit_p (ptr->live_base_partitions[root], p);
775     }
776   return false;
777 }
778
779
780 /* This routine will add USE to PTR.  USE will be marked as live in both the
781    ssa live map and the live bitmap for the root of USE.  */
782
783 static inline void
784 live_track_process_use (live_track *ptr, tree use)
785 {
786   int p;
787
788   p = var_to_partition (ptr->map, use);
789   if (p == NO_PARTITION)
790     return;
791
792   /* Mark as live in the appropriate live list.  */
793   live_track_add_partition (ptr, p);
794 }
795
796
797 /* This routine will process a DEF in PTR.  DEF will be removed from the live
798    lists, and if there are any other live partitions with the same base
799    variable, conflicts will be added to GRAPH.  */
800
801 static inline void
802 live_track_process_def (live_track *ptr, tree def, ssa_conflicts *graph)
803 {
804   int p, root;
805   bitmap b;
806   unsigned x;
807   bitmap_iterator bi;
808
809   p = var_to_partition (ptr->map, def);
810   if (p == NO_PARTITION)
811     return;
812
813   /* Clear the liveness bit.  */
814   live_track_remove_partition (ptr, p);
815
816   /* If the bitmap isn't empty now, conflicts need to be added.  */
817   root = basevar_index (ptr->map, p);
818   if (bitmap_bit_p (ptr->live_base_var, root))
819     {
820       b = ptr->live_base_partitions[root];
821       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (b, 0, x, bi)
822         ssa_conflicts_add (graph, p, x);
823     }
824 }
825
826
827 /* Initialize PTR with the partitions set in INIT.  */
828
829 static inline void
830 live_track_init (live_track *ptr, bitmap init)
831 {
832   unsigned p;
833   bitmap_iterator bi;
834
835   /* Mark all live on exit partitions.  */
836   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (init, 0, p, bi)
837     live_track_add_partition (ptr, p);
838 }
839
840
841 /* This routine will clear all live partitions in PTR.   */
842
843 static inline void
844 live_track_clear_base_vars (live_track *ptr)
845 {
846   /* Simply clear the live base list.  Anything marked as live in the element
847      lists will be cleared later if/when the base variable ever comes alive
848      again.  */
849   bitmap_clear (ptr->live_base_var);
850 }
851
852
853 /* Build a conflict graph based on LIVEINFO.  Any partitions which are in the
854    partition view of the var_map liveinfo is based on get entries in the
855    conflict graph.  Only conflicts between ssa_name partitions with the same
856    base variable are added.  */
857
858 static ssa_conflicts *
859 build_ssa_conflict_graph (tree_live_info_p liveinfo)
860 {
861   ssa_conflicts *graph;
862   var_map map;
863   basic_block bb;
864   ssa_op_iter iter;
865   live_track *live;
866   basic_block entry;
867
868   /* If inter-variable coalescing is enabled, we may attempt to
869      coalesce variables from different base variables, including
870      different parameters, so we have to make sure default defs live
871      at the entry block conflict with each other.  */
872   if (flag_tree_coalesce_vars)
873     entry = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun));
874   else
875     entry = NULL;
876
877   map = live_var_map (liveinfo);
878   graph = ssa_conflicts_new (num_var_partitions (map));
879
880   live = new_live_track (map);
881
882   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
883     {
884       /* Start with live on exit temporaries.  */
885       live_track_init (live, live_on_exit (liveinfo, bb));
886
887       for (gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi);
888            gsi_prev (&gsi))
889         {
890           tree var;
891           gimple *stmt = gsi_stmt (gsi);
892
893           /* A copy between 2 partitions does not introduce an interference
894              by itself.  If they did, you would never be able to coalesce
895              two things which are copied.  If the two variables really do
896              conflict, they will conflict elsewhere in the program.
897
898              This is handled by simply removing the SRC of the copy from the
899              live list, and processing the stmt normally.  */
900           if (is_gimple_assign (stmt))
901             {
902               tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
903               tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
904               if (gimple_assign_copy_p (stmt)
905                   && TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
906                   && TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME)
907                 live_track_clear_var (live, rhs1);
908             }
909           else if (is_gimple_debug (stmt))
910             continue;
911
912           /* For stmts with more than one SSA_NAME definition pretend all the
913              SSA_NAME outputs but the first one are live at this point, so
914              that conflicts are added in between all those even when they are
915              actually not really live after the asm, because expansion might
916              copy those into pseudos after the asm and if multiple outputs
917              share the same partition, it might overwrite those that should
918              be live.  E.g.
919              asm volatile (".." : "=r" (a) : "=r" (b) : "0" (a), "1" (a));
920              return a;
921              See PR70593.  */
922           bool first = true;
923           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
924             if (first)
925               first = false;
926             else
927               live_track_process_use (live, var);
928
929           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
930             live_track_process_def (live, var, graph);
931
932           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_USE)
933             live_track_process_use (live, var);
934         }
935
936       /* If result of a PHI is unused, looping over the statements will not
937          record any conflicts since the def was never live.  Since the PHI node
938          is going to be translated out of SSA form, it will insert a copy.
939          There must be a conflict recorded between the result of the PHI and
940          any variables that are live.  Otherwise the out-of-ssa translation
941          may create incorrect code.  */
942       for (gphi_iterator gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi);
943            gsi_next (&gsi))
944         {
945           gphi *phi = gsi.phi ();
946           tree result = PHI_RESULT (phi);
947           if (live_track_live_p (live, result))
948             live_track_process_def (live, result, graph);
949         }
950
951       /* Pretend there are defs for params' default defs at the start
952          of the (post-)entry block.  This will prevent PARM_DECLs from
953          coalescing into the same partition.  Although RESULT_DECLs'
954          default defs don't have a useful initial value, we have to
955          prevent them from coalescing with PARM_DECLs' default defs
956          too, otherwise assign_parms would attempt to assign different
957          RTL to the same partition.  */
958       if (bb == entry)
959         {
960           unsigned i;
961           tree var;
962
963           FOR_EACH_SSA_NAME (i, var, cfun)
964             {
965               if (!SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (var)
966                   || !SSA_NAME_VAR (var)
967                   || VAR_P (SSA_NAME_VAR (var)))
968                 continue;
969
970               live_track_process_def (live, var, graph);
971               /* Process a use too, so that it remains live and
972                  conflicts with other parms' default defs, even unused
973                  ones.  */
974               live_track_process_use (live, var);
975             }
976         }
977
978      live_track_clear_base_vars (live);
979     }
980
981   delete_live_track (live);
982   return graph;
983 }
984
985
986 /* Shortcut routine to print messages to file F of the form:
987    "STR1 EXPR1 STR2 EXPR2 STR3."  */
988
989 static inline void
990 print_exprs (FILE *f, const char *str1, tree expr1, const char *str2,
991              tree expr2, const char *str3)
992 {
993   fprintf (f, "%s", str1);
994   print_generic_expr (f, expr1, TDF_SLIM);
995   fprintf (f, "%s", str2);
996   print_generic_expr (f, expr2, TDF_SLIM);
997   fprintf (f, "%s", str3);
998 }
999
1000
1001 /* Print a failure to coalesce a MUST_COALESCE pair X and Y.  */
1002
1003 static inline void
1004 fail_abnormal_edge_coalesce (int x, int y)
1005 {
1006   fprintf (stderr, "\nUnable to coalesce ssa_names %d and %d",x, y);
1007   fprintf (stderr, " which are marked as MUST COALESCE.\n");
1008   print_generic_expr (stderr, ssa_name (x), TDF_SLIM);
1009   fprintf (stderr, " and  ");
1010   print_generic_stmt (stderr, ssa_name (y), TDF_SLIM);
1011
1012   internal_error ("SSA corruption");
1013 }
1014
1015 /* Call CALLBACK for all PARM_DECLs and RESULT_DECLs for which
1016    assign_parms may ask for a default partition.  */
1017
1018 static void
1019 for_all_parms (void (*callback)(tree var, void *arg), void *arg)
1020 {
1021   for (tree var = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl); var;
1022        var = DECL_CHAIN (var))
1023     callback (var, arg);
1024   if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
1025     callback (DECL_RESULT (current_function_decl), arg);
1026   if (cfun->static_chain_decl)
1027     callback (cfun->static_chain_decl, arg);
1028 }
1029
1030 /* Create a default def for VAR.  */
1031
1032 static void
1033 create_default_def (tree var, void *arg ATTRIBUTE_UNUSED)
1034 {
1035   if (!is_gimple_reg (var))
1036     return;
1037
1038   tree ssa = get_or_create_ssa_default_def (cfun, var);
1039   gcc_assert (ssa);
1040 }
1041
1042 /* Register VAR's default def in MAP.  */
1043
1044 static void
1045 register_default_def (tree var, void *arg ATTRIBUTE_UNUSED)
1046 {
1047   if (!is_gimple_reg (var))
1048     return;
1049
1050   tree ssa = ssa_default_def (cfun, var);
1051   gcc_assert (ssa);
1052 }
1053
1054 /* If VAR is an SSA_NAME associated with a PARM_DECL or a RESULT_DECL,
1055    and the DECL's default def is unused (i.e., it was introduced by
1056    create_default_def), mark VAR and the default def for
1057    coalescing.  */
1058
1059 static void
1060 coalesce_with_default (tree var, coalesce_list *cl, bitmap used_in_copy)
1061 {
1062   if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (var)
1063       || !SSA_NAME_VAR (var)
1064       || VAR_P (SSA_NAME_VAR (var)))
1065     return;
1066
1067   tree ssa = ssa_default_def (cfun, SSA_NAME_VAR (var));
1068   if (!has_zero_uses (ssa))
1069     return;
1070
1071   add_cost_one_coalesce (cl, SSA_NAME_VERSION (ssa), SSA_NAME_VERSION (var));
1072   bitmap_set_bit (used_in_copy, SSA_NAME_VERSION (var));
1073   /* Default defs will have their used_in_copy bits set at the end of
1074      create_outofssa_var_map.  */
1075 }
1076
1077 /* This function creates a var_map for the current function as well as creating
1078    a coalesce list for use later in the out of ssa process.  */
1079
1080 static var_map
1081 create_outofssa_var_map (coalesce_list *cl, bitmap used_in_copy)
1082 {
1083   gimple_stmt_iterator gsi;
1084   basic_block bb;
1085   tree var;
1086   gimple *stmt;
1087   tree first;
1088   var_map map;
1089   int v1, v2, cost;
1090   unsigned i;
1091
1092   for_all_parms (create_default_def, NULL);
1093
1094   map = init_var_map (num_ssa_names);
1095
1096   for_all_parms (register_default_def, NULL);
1097
1098   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1099     {
1100       tree arg;
1101
1102       for (gphi_iterator gpi = gsi_start_phis (bb);
1103            !gsi_end_p (gpi);
1104            gsi_next (&gpi))
1105         {
1106           gphi *phi = gpi.phi ();
1107           size_t i;
1108           int ver;
1109           tree res;
1110           bool saw_copy = false;
1111
1112           res = gimple_phi_result (phi);
1113           ver = SSA_NAME_VERSION (res);
1114
1115           /* Register ssa_names and coalesces between the args and the result
1116              of all PHI.  */
1117           for (i = 0; i < gimple_phi_num_args (phi); i++)
1118             {
1119               edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, i);
1120               arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
1121               if (TREE_CODE (arg) != SSA_NAME)
1122                 continue;
1123
1124               if (gimple_can_coalesce_p (arg, res)
1125                   || (e->flags & EDGE_ABNORMAL))
1126                 {
1127                   saw_copy = true;
1128                   bitmap_set_bit (used_in_copy, SSA_NAME_VERSION (arg));
1129                   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == 0)
1130                     {
1131                       int cost = coalesce_cost_edge (e);
1132                       if (cost == 1 && has_single_use (arg))
1133                         add_cost_one_coalesce (cl, ver, SSA_NAME_VERSION (arg));
1134                       else
1135                         add_coalesce (cl, ver, SSA_NAME_VERSION (arg), cost);
1136                     }
1137                 }
1138             }
1139           if (saw_copy)
1140             bitmap_set_bit (used_in_copy, ver);
1141         }
1142
1143       for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1144         {
1145           stmt = gsi_stmt (gsi);
1146
1147           if (is_gimple_debug (stmt))
1148             continue;
1149
1150           /* Check for copy coalesces.  */
1151           switch (gimple_code (stmt))
1152             {
1153             case GIMPLE_ASSIGN:
1154               {
1155                 tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
1156                 tree rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1157                 if (gimple_assign_ssa_name_copy_p (stmt)
1158                     && gimple_can_coalesce_p (lhs, rhs1))
1159                   {
1160                     v1 = SSA_NAME_VERSION (lhs);
1161                     v2 = SSA_NAME_VERSION (rhs1);
1162                     cost = coalesce_cost_bb (bb);
1163                     add_coalesce (cl, v1, v2, cost);
1164                     bitmap_set_bit (used_in_copy, v1);
1165                     bitmap_set_bit (used_in_copy, v2);
1166                   }
1167               }
1168               break;
1169
1170             case GIMPLE_RETURN:
1171               {
1172                 tree res = DECL_RESULT (current_function_decl);
1173                 if (VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (res))
1174                     || !is_gimple_reg (res))
1175                   break;
1176                 tree rhs1 = gimple_return_retval (as_a <greturn *> (stmt));
1177                 if (!rhs1)
1178                   break;
1179                 tree lhs = ssa_default_def (cfun, res);
1180                 gcc_assert (lhs);
1181                 if (TREE_CODE (rhs1) == SSA_NAME
1182                     && gimple_can_coalesce_p (lhs, rhs1))
1183                   {
1184                     v1 = SSA_NAME_VERSION (lhs);
1185                     v2 = SSA_NAME_VERSION (rhs1);
1186                     cost = coalesce_cost_bb (bb);
1187                     add_coalesce (cl, v1, v2, cost);
1188                     bitmap_set_bit (used_in_copy, v1);
1189                     bitmap_set_bit (used_in_copy, v2);
1190                   }
1191                 break;
1192               }
1193
1194             case GIMPLE_ASM:
1195               {
1196                 gasm *asm_stmt = as_a <gasm *> (stmt);
1197                 unsigned long noutputs, i;
1198                 unsigned long ninputs;
1199                 tree *outputs, link;
1200                 noutputs = gimple_asm_noutputs (asm_stmt);
1201                 ninputs = gimple_asm_ninputs (asm_stmt);
1202                 outputs = (tree *) alloca (noutputs * sizeof (tree));
1203                 for (i = 0; i < noutputs; ++i)
1204                   {
1205                     link = gimple_asm_output_op (asm_stmt, i);
1206                     outputs[i] = TREE_VALUE (link);
1207                   }
1208
1209                 for (i = 0; i < ninputs; ++i)
1210                   {
1211                     const char *constraint;
1212                     tree input;
1213                     char *end;
1214                     unsigned long match;
1215
1216                     link = gimple_asm_input_op (asm_stmt, i);
1217                     constraint
1218                       = TREE_STRING_POINTER (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (link)));
1219                     input = TREE_VALUE (link);
1220
1221                     if (TREE_CODE (input) != SSA_NAME)
1222                       continue;
1223
1224                     match = strtoul (constraint, &end, 10);
1225                     if (match >= noutputs || end == constraint)
1226                       continue;
1227
1228                     if (TREE_CODE (outputs[match]) != SSA_NAME)
1229                       continue;
1230
1231                     v1 = SSA_NAME_VERSION (outputs[match]);
1232                     v2 = SSA_NAME_VERSION (input);
1233
1234                     if (gimple_can_coalesce_p (outputs[match], input))
1235                       {
1236                         cost = coalesce_cost (REG_BR_PROB_BASE,
1237                                               optimize_bb_for_size_p (bb));
1238                         add_coalesce (cl, v1, v2, cost);
1239                         bitmap_set_bit (used_in_copy, v1);
1240                         bitmap_set_bit (used_in_copy, v2);
1241                       }
1242                   }
1243                 break;
1244               }
1245
1246             default:
1247               break;
1248             }
1249         }
1250     }
1251
1252   /* Now process result decls and live on entry variables for entry into
1253      the coalesce list.  */
1254   first = NULL_TREE;
1255   FOR_EACH_SSA_NAME (i, var, cfun)
1256     {
1257       if (!virtual_operand_p (var))
1258         {
1259           coalesce_with_default (var, cl, used_in_copy);
1260
1261           /* Add coalesces between all the result decls.  */
1262           if (SSA_NAME_VAR (var)
1263               && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (var)) == RESULT_DECL)
1264             {
1265               bitmap_set_bit (used_in_copy, SSA_NAME_VERSION (var));
1266               if (first == NULL_TREE)
1267                 first = var;
1268               else
1269                 {
1270                   gcc_assert (gimple_can_coalesce_p (var, first));
1271                   v1 = SSA_NAME_VERSION (first);
1272                   v2 = SSA_NAME_VERSION (var);
1273                   cost = coalesce_cost_bb (EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun));
1274                   add_coalesce (cl, v1, v2, cost);
1275                 }
1276             }
1277           /* Mark any default_def variables as being in the coalesce list
1278              since they will have to be coalesced with the base variable.  If
1279              not marked as present, they won't be in the coalesce view. */
1280           if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (var)
1281               && (!has_zero_uses (var)
1282                   || (SSA_NAME_VAR (var)
1283                       && !VAR_P (SSA_NAME_VAR (var)))))
1284             bitmap_set_bit (used_in_copy, SSA_NAME_VERSION (var));
1285         }
1286     }
1287
1288   return map;
1289 }
1290
1291
1292 /* Attempt to coalesce ssa versions X and Y together using the partition
1293    mapping in MAP and checking conflicts in GRAPH.  Output any debug info to
1294    DEBUG, if it is nun-NULL.  */
1295
1296 static inline bool
1297 attempt_coalesce (var_map map, ssa_conflicts *graph, int x, int y,
1298                   FILE *debug)
1299 {
1300   int z;
1301   tree var1, var2;
1302   int p1, p2;
1303
1304   p1 = var_to_partition (map, ssa_name (x));
1305   p2 = var_to_partition (map, ssa_name (y));
1306
1307   if (debug)
1308     {
1309       fprintf (debug, "(%d)", x);
1310       print_generic_expr (debug, partition_to_var (map, p1), TDF_SLIM);
1311       fprintf (debug, " & (%d)", y);
1312       print_generic_expr (debug, partition_to_var (map, p2), TDF_SLIM);
1313     }
1314
1315   if (p1 == p2)
1316     {
1317       if (debug)
1318         fprintf (debug, ": Already Coalesced.\n");
1319       return true;
1320     }
1321
1322   if (debug)
1323     fprintf (debug, " [map: %d, %d] ", p1, p2);
1324
1325
1326   if (!ssa_conflicts_test_p (graph, p1, p2))
1327     {
1328       var1 = partition_to_var (map, p1);
1329       var2 = partition_to_var (map, p2);
1330
1331       z = var_union (map, var1, var2);
1332       if (z == NO_PARTITION)
1333         {
1334           if (debug)
1335             fprintf (debug, ": Unable to perform partition union.\n");
1336           return false;
1337         }
1338
1339       /* z is the new combined partition.  Remove the other partition from
1340          the list, and merge the conflicts.  */
1341       if (z == p1)
1342         ssa_conflicts_merge (graph, p1, p2);
1343       else
1344         ssa_conflicts_merge (graph, p2, p1);
1345
1346       if (debug)
1347         fprintf (debug, ": Success -> %d\n", z);
1348
1349       return true;
1350     }
1351
1352   if (debug)
1353     fprintf (debug, ": Fail due to conflict\n");
1354
1355   return false;
1356 }
1357
1358
1359 /* Attempt to Coalesce partitions in MAP which occur in the list CL using
1360    GRAPH.  Debug output is sent to DEBUG if it is non-NULL.  */
1361
1362 static void
1363 coalesce_partitions (var_map map, ssa_conflicts *graph, coalesce_list *cl,
1364                      FILE *debug)
1365 {
1366   int x = 0, y = 0;
1367   tree var1, var2;
1368   int cost;
1369   basic_block bb;
1370   edge e;
1371   edge_iterator ei;
1372
1373   /* First, coalesce all the copies across abnormal edges.  These are not placed
1374      in the coalesce list because they do not need to be sorted, and simply
1375      consume extra memory/compilation time in large programs.  */
1376
1377   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1378     {
1379       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1380         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1381           {
1382             gphi_iterator gsi;
1383             for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi);
1384                  gsi_next (&gsi))
1385               {
1386                 gphi *phi = gsi.phi ();
1387                 tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, e->dest_idx);
1388                 if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (arg)
1389                     && (!SSA_NAME_VAR (arg)
1390                         || TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (arg)) != PARM_DECL))
1391                   continue;
1392
1393                 tree res = PHI_RESULT (phi);
1394                 int v1 = SSA_NAME_VERSION (res);
1395                 int v2 = SSA_NAME_VERSION (arg);
1396
1397                 if (debug)
1398                   fprintf (debug, "Abnormal coalesce: ");
1399
1400                 if (!attempt_coalesce (map, graph, v1, v2, debug))
1401                   fail_abnormal_edge_coalesce (v1, v2);
1402               }
1403           }
1404     }
1405
1406   /* Now process the items in the coalesce list.  */
1407
1408   while ((cost = pop_best_coalesce (cl, &x, &y)) != NO_BEST_COALESCE)
1409     {
1410       var1 = ssa_name (x);
1411       var2 = ssa_name (y);
1412
1413       /* Assert the coalesces have the same base variable.  */
1414       gcc_assert (gimple_can_coalesce_p (var1, var2));
1415
1416       if (debug)
1417         fprintf (debug, "Coalesce list: ");
1418       attempt_coalesce (map, graph, x, y, debug);
1419     }
1420 }
1421
1422
1423 /* Hashtable support for storing SSA names hashed by their SSA_NAME_VAR.  */
1424
1425 struct ssa_name_var_hash : nofree_ptr_hash <tree_node>
1426 {
1427   static inline hashval_t hash (const tree_node *);
1428   static inline int equal (const tree_node *, const tree_node *);
1429 };
1430
1431 inline hashval_t
1432 ssa_name_var_hash::hash (const_tree n)
1433 {
1434   return DECL_UID (SSA_NAME_VAR (n));
1435 }
1436
1437 inline int
1438 ssa_name_var_hash::equal (const tree_node *n1, const tree_node *n2)
1439 {
1440   return SSA_NAME_VAR (n1) == SSA_NAME_VAR (n2);
1441 }
1442
1443
1444 /* Output partition map MAP with coalescing plan PART to file F.  */
1445
1446 void
1447 dump_part_var_map (FILE *f, partition part, var_map map)
1448 {
1449   int t;
1450   unsigned x, y;
1451   int p;
1452
1453   fprintf (f, "\nCoalescible Partition map \n\n");
1454
1455   for (x = 0; x < map->num_partitions; x++)
1456     {
1457       if (map->view_to_partition != NULL)
1458         p = map->view_to_partition[x];
1459       else
1460         p = x;
1461
1462       if (ssa_name (p) == NULL_TREE
1463           || virtual_operand_p (ssa_name (p)))
1464         continue;
1465
1466       t = 0;
1467       for (y = 1; y < num_ssa_names; y++)
1468         {
1469           tree var = version_to_var (map, y);
1470           if (!var)
1471             continue;
1472           int q = var_to_partition (map, var);
1473           p = partition_find (part, q);
1474           gcc_assert (map->partition_to_base_index[q]
1475                       == map->partition_to_base_index[p]);
1476
1477           if (p == (int)x)
1478             {
1479               if (t++ == 0)
1480                 {
1481                   fprintf (f, "Partition %d, base %d (", x,
1482                            map->partition_to_base_index[q]);
1483                   print_generic_expr (f, partition_to_var (map, q), TDF_SLIM);
1484                   fprintf (f, " - ");
1485                 }
1486               fprintf (f, "%d ", y);
1487             }
1488         }
1489       if (t != 0)
1490         fprintf (f, ")\n");
1491     }
1492   fprintf (f, "\n");
1493 }
1494
1495 /* Given SSA_NAMEs NAME1 and NAME2, return true if they are candidates for
1496    coalescing together, false otherwise.
1497
1498    This must stay consistent with compute_samebase_partition_bases and 
1499    compute_optimized_partition_bases.  */
1500
1501 bool
1502 gimple_can_coalesce_p (tree name1, tree name2)
1503 {
1504   /* First check the SSA_NAME's associated DECL.  Without
1505      optimization, we only want to coalesce if they have the same DECL
1506      or both have no associated DECL.  */
1507   tree var1 = SSA_NAME_VAR (name1);
1508   tree var2 = SSA_NAME_VAR (name2);
1509   var1 = (var1 && (!VAR_P (var1) || !DECL_IGNORED_P (var1))) ? var1 : NULL_TREE;
1510   var2 = (var2 && (!VAR_P (var2) || !DECL_IGNORED_P (var2))) ? var2 : NULL_TREE;
1511   if (var1 != var2 && !flag_tree_coalesce_vars)
1512     return false;
1513
1514   /* Now check the types.  If the types are the same, then we should
1515      try to coalesce V1 and V2.  */
1516   tree t1 = TREE_TYPE (name1);
1517   tree t2 = TREE_TYPE (name2);
1518   if (t1 == t2)
1519     {
1520     check_modes:
1521       /* If the base variables are the same, we're good: none of the
1522          other tests below could possibly fail.  */
1523       var1 = SSA_NAME_VAR (name1);
1524       var2 = SSA_NAME_VAR (name2);
1525       if (var1 == var2)
1526         return true;
1527
1528       /* We don't want to coalesce two SSA names if one of the base
1529          variables is supposed to be a register while the other is
1530          supposed to be on the stack.  Anonymous SSA names most often
1531          take registers, but when not optimizing, user variables
1532          should go on the stack, so coalescing them with the anonymous
1533          variable as the partition leader would end up assigning the
1534          user variable to a register.  Don't do that!  */
1535       bool reg1 = use_register_for_decl (name1);
1536       bool reg2 = use_register_for_decl (name2);
1537       if (reg1 != reg2)
1538         return false;
1539
1540       /* Check that the promoted modes and unsignedness are the same.
1541          We don't want to coalesce if the promoted modes would be
1542          different, or if they would sign-extend differently.  Only
1543          PARM_DECLs and RESULT_DECLs have different promotion rules,
1544          so skip the test if both are variables, or both are anonymous
1545          SSA_NAMEs.  */
1546       int unsigned1, unsigned2;
1547       return ((!var1 || VAR_P (var1)) && (!var2 || VAR_P (var2)))
1548         || ((promote_ssa_mode (name1, &unsigned1)
1549              == promote_ssa_mode (name2, &unsigned2))
1550             && unsigned1 == unsigned2);
1551     }
1552
1553   /* If alignment requirements are different, we can't coalesce.  */
1554   if (MINIMUM_ALIGNMENT (t1,
1555                          var1 ? DECL_MODE (var1) : TYPE_MODE (t1),
1556                          var1 ? LOCAL_DECL_ALIGNMENT (var1) : TYPE_ALIGN (t1))
1557       != MINIMUM_ALIGNMENT (t2,
1558                             var2 ? DECL_MODE (var2) : TYPE_MODE (t2),
1559                             var2 ? LOCAL_DECL_ALIGNMENT (var2) : TYPE_ALIGN (t2)))
1560     return false;
1561
1562   /* If the types are not the same, see whether they are compatible.  This
1563      (for example) allows coalescing when the types are fundamentally the
1564      same, but just have different names.  */
1565   if (types_compatible_p (t1, t2))
1566     goto check_modes;
1567
1568   return false;
1569 }
1570
1571 /* Fill in MAP's partition_to_base_index, with one index for each
1572    partition of SSA names USED_IN_COPIES and related by CL coalesce
1573    possibilities.  This must match gimple_can_coalesce_p in the
1574    optimized case.  */
1575
1576 static void
1577 compute_optimized_partition_bases (var_map map, bitmap used_in_copies,
1578                                    coalesce_list *cl)
1579 {
1580   int parts = num_var_partitions (map);
1581   partition tentative = partition_new (parts);
1582
1583   /* Partition the SSA versions so that, for each coalescible
1584      pair, both of its members are in the same partition in
1585      TENTATIVE.  */
1586   gcc_assert (!cl->sorted);
1587   coalesce_pair *node;
1588   coalesce_iterator_type ppi;
1589   FOR_EACH_PARTITION_PAIR (node, ppi, cl)
1590     {
1591       tree v1 = ssa_name (node->first_element);
1592       int p1 = partition_find (tentative, var_to_partition (map, v1));
1593       tree v2 = ssa_name (node->second_element);
1594       int p2 = partition_find (tentative, var_to_partition (map, v2));
1595
1596       if (p1 == p2)
1597         continue;
1598
1599       partition_union (tentative, p1, p2);
1600     }
1601
1602   /* We have to deal with cost one pairs too.  */
1603   for (cost_one_pair *co = cl->cost_one_list; co; co = co->next)
1604     {
1605       tree v1 = ssa_name (co->first_element);
1606       int p1 = partition_find (tentative, var_to_partition (map, v1));
1607       tree v2 = ssa_name (co->second_element);
1608       int p2 = partition_find (tentative, var_to_partition (map, v2));
1609
1610       if (p1 == p2)
1611         continue;
1612
1613       partition_union (tentative, p1, p2);
1614     }
1615
1616   /* And also with abnormal edges.  */
1617   basic_block bb;
1618   edge e;
1619   edge_iterator ei;
1620   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1621     {
1622       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1623         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1624           {
1625             gphi_iterator gsi;
1626             for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi);
1627                  gsi_next (&gsi))
1628               {
1629                 gphi *phi = gsi.phi ();
1630                 tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, e->dest_idx);
1631                 if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (arg)
1632                     && (!SSA_NAME_VAR (arg)
1633                         || TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (arg)) != PARM_DECL))
1634                   continue;
1635
1636                 tree res = PHI_RESULT (phi);
1637
1638                 int p1 = partition_find (tentative, var_to_partition (map, res));
1639                 int p2 = partition_find (tentative, var_to_partition (map, arg));
1640
1641                 if (p1 == p2)
1642                   continue;
1643
1644                 partition_union (tentative, p1, p2);
1645               }
1646           }
1647     }
1648
1649   map->partition_to_base_index = XCNEWVEC (int, parts);
1650   auto_vec<unsigned int> index_map (parts);
1651   if (parts)
1652     index_map.quick_grow (parts);
1653
1654   const unsigned no_part = -1;
1655   unsigned count = parts;
1656   while (count)
1657     index_map[--count] = no_part;
1658
1659   /* Initialize MAP's mapping from partition to base index, using
1660      as base indices an enumeration of the TENTATIVE partitions in
1661      which each SSA version ended up, so that we compute conflicts
1662      between all SSA versions that ended up in the same potential
1663      coalesce partition.  */
1664   bitmap_iterator bi;
1665   unsigned i;
1666   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (used_in_copies, 0, i, bi)
1667     {
1668       int pidx = var_to_partition (map, ssa_name (i));
1669       int base = partition_find (tentative, pidx);
1670       if (index_map[base] != no_part)
1671         continue;
1672       index_map[base] = count++;
1673     }
1674
1675   map->num_basevars = count;
1676
1677   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (used_in_copies, 0, i, bi)
1678     {
1679       int pidx = var_to_partition (map, ssa_name (i));
1680       int base = partition_find (tentative, pidx);
1681       gcc_assert (index_map[base] < count);
1682       map->partition_to_base_index[pidx] = index_map[base];
1683     }
1684
1685   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1686     dump_part_var_map (dump_file, tentative, map);
1687
1688   partition_delete (tentative);
1689 }
1690
1691 /* Reduce the number of copies by coalescing variables in the function.  Return
1692    a partition map with the resulting coalesces.  */
1693
1694 extern var_map
1695 coalesce_ssa_name (void)
1696 {
1697   tree_live_info_p liveinfo;
1698   ssa_conflicts *graph;
1699   coalesce_list *cl;
1700   auto_bitmap used_in_copies;
1701   var_map map;
1702   unsigned int i;
1703   tree a;
1704
1705   cl = create_coalesce_list ();
1706   map = create_outofssa_var_map (cl, used_in_copies);
1707
1708   /* If this optimization is disabled, we need to coalesce all the
1709      names originating from the same SSA_NAME_VAR so debug info
1710      remains undisturbed.  */
1711   if (!flag_tree_coalesce_vars)
1712     {
1713       hash_table<ssa_name_var_hash> ssa_name_hash (10);
1714
1715       FOR_EACH_SSA_NAME (i, a, cfun)
1716         {
1717           if (SSA_NAME_VAR (a)
1718               && !DECL_IGNORED_P (SSA_NAME_VAR (a))
1719               && (!has_zero_uses (a) || !SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (a)
1720                   || !VAR_P (SSA_NAME_VAR (a))))
1721             {
1722               tree *slot = ssa_name_hash.find_slot (a, INSERT);
1723
1724               if (!*slot)
1725                 *slot = a;
1726               else
1727                 {
1728                   /* If the variable is a PARM_DECL or a RESULT_DECL, we
1729                      _require_ that all the names originating from it be
1730                      coalesced, because there must be a single partition
1731                      containing all the names so that it can be assigned
1732                      the canonical RTL location of the DECL safely.
1733                      If in_lto_p, a function could have been compiled
1734                      originally with optimizations and only the link
1735                      performed at -O0, so we can't actually require it.  */
1736                   const int cost
1737                     = (TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (a)) == VAR_DECL || in_lto_p)
1738                       ? MUST_COALESCE_COST - 1 : MUST_COALESCE_COST;
1739                   add_coalesce (cl, SSA_NAME_VERSION (a),
1740                                 SSA_NAME_VERSION (*slot), cost);
1741                   bitmap_set_bit (used_in_copies, SSA_NAME_VERSION (a));
1742                   bitmap_set_bit (used_in_copies, SSA_NAME_VERSION (*slot));
1743                 }
1744             }
1745         }
1746     }
1747   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1748     dump_var_map (dump_file, map);
1749
1750   partition_view_bitmap (map, used_in_copies);
1751
1752   compute_optimized_partition_bases (map, used_in_copies, cl);
1753
1754   if (num_var_partitions (map) < 1)
1755     {
1756       delete_coalesce_list (cl);
1757       return map;
1758     }
1759
1760   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1761     dump_var_map (dump_file, map);
1762
1763   liveinfo = calculate_live_ranges (map, false);
1764
1765   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1766     dump_live_info (dump_file, liveinfo, LIVEDUMP_ENTRY);
1767
1768   /* Build a conflict graph.  */
1769   graph = build_ssa_conflict_graph (liveinfo);
1770   delete_tree_live_info (liveinfo);
1771   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1772     ssa_conflicts_dump (dump_file, graph);
1773
1774   sort_coalesce_list (cl, graph, map);
1775
1776   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1777     {
1778       fprintf (dump_file, "\nAfter sorting:\n");
1779       dump_coalesce_list (dump_file, cl);
1780     }
1781
1782   /* First, coalesce all live on entry variables to their base variable.
1783      This will ensure the first use is coming from the correct location.  */
1784
1785   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1786     dump_var_map (dump_file, map);
1787
1788   /* Now coalesce everything in the list.  */
1789   coalesce_partitions (map, graph, cl,
1790                        ((dump_flags & TDF_DETAILS) ? dump_file : NULL));
1791
1792   delete_coalesce_list (cl);
1793   ssa_conflicts_delete (graph);
1794
1795   return map;
1796 }
1797
1798 /* We need to pass two arguments to set_parm_default_def_partition,
1799    but for_all_parms only supports one.  Use a pair.  */
1800
1801 typedef std::pair<var_map, bitmap> parm_default_def_partition_arg;
1802
1803 /* Set in ARG's PARTS bitmap the bit corresponding to the partition in
1804    ARG's MAP containing VAR's default def.  */
1805
1806 static void
1807 set_parm_default_def_partition (tree var, void *arg_)
1808 {
1809   parm_default_def_partition_arg *arg = (parm_default_def_partition_arg *)arg_;
1810   var_map map = arg->first;
1811   bitmap parts = arg->second;
1812
1813   if (!is_gimple_reg (var))
1814     return;
1815
1816   tree ssa = ssa_default_def (cfun, var);
1817   gcc_assert (ssa);
1818
1819   int version = var_to_partition (map, ssa);
1820   gcc_assert (version != NO_PARTITION);
1821
1822   bool changed = bitmap_set_bit (parts, version);
1823   gcc_assert (changed);
1824 }
1825
1826 /* Allocate and return a bitmap that has a bit set for each partition
1827    that contains a default def for a parameter.  */
1828
1829 bitmap
1830 get_parm_default_def_partitions (var_map map)
1831 {
1832   bitmap parm_default_def_parts = BITMAP_ALLOC (NULL);
1833
1834   parm_default_def_partition_arg
1835     arg = std::make_pair (map, parm_default_def_parts);
1836
1837   for_all_parms (set_parm_default_def_partition, &arg);
1838
1839   return parm_default_def_parts;
1840 }
1841
1842 /* Allocate and return a bitmap that has a bit set for each partition
1843    that contains an undefined value.  */
1844
1845 bitmap
1846 get_undefined_value_partitions (var_map map)
1847 {
1848   bitmap undefined_value_parts = BITMAP_ALLOC (NULL);
1849
1850   for (unsigned int i = 1; i < num_ssa_names; i++)
1851     {
1852       tree var = ssa_name (i);
1853       if (var
1854           && !virtual_operand_p (var)
1855           && !has_zero_uses (var)
1856           && ssa_undefined_value_p (var))
1857         {
1858           const int p = var_to_partition (map, var);
1859           if (p != NO_PARTITION)
1860             bitmap_set_bit (undefined_value_parts, p);
1861         }
1862     }
1863
1864   return undefined_value_parts;
1865 }