OSDN Git Service

PR rtl-optimization/39871
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ira.c
1 /* Integrated Register Allocator (IRA) entry point.
2    Copyright (C) 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Vladimir Makarov <vmakarov@redhat.com>.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* The integrated register allocator (IRA) is a
23    regional register allocator performing graph coloring on a top-down
24    traversal of nested regions.  Graph coloring in a region is based
25    on Chaitin-Briggs algorithm.  It is called integrated because
26    register coalescing, register live range splitting, and choosing a
27    better hard register are done on-the-fly during coloring.  Register
28    coalescing and choosing a cheaper hard register is done by hard
29    register preferencing during hard register assigning.  The live
30    range splitting is a byproduct of the regional register allocation.
31
32    Major IRA notions are:
33
34      o *Region* is a part of CFG where graph coloring based on
35        Chaitin-Briggs algorithm is done.  IRA can work on any set of
36        nested CFG regions forming a tree.  Currently the regions are
37        the entire function for the root region and natural loops for
38        the other regions.  Therefore data structure representing a
39        region is called loop_tree_node.
40
41      o *Cover class* is a register class belonging to a set of
42        non-intersecting register classes containing all of the
43        hard-registers available for register allocation.  The set of
44        all cover classes for a target is defined in the corresponding
45        machine-description file according some criteria.  Such notion
46        is needed because Chaitin-Briggs algorithm works on
47        non-intersected register classes.
48
49      o *Allocno* represents the live range of a pseudo-register in a
50        region.  Besides the obvious attributes like the corresponding
51        pseudo-register number, cover class, conflicting allocnos and
52        conflicting hard-registers, there are a few allocno attributes
53        which are important for understanding the allocation algorithm:
54
55        - *Live ranges*.  This is a list of ranges of *program
56          points* where the allocno lives.  Program points represent
57          places where a pseudo can be born or become dead (there are
58          approximately two times more program points than the insns)
59          and they are represented by integers starting with 0.  The
60          live ranges are used to find conflicts between allocnos of
61          different cover classes.  They also play very important role
62          for the transformation of the IRA internal representation of
63          several regions into a one region representation.  The later is
64          used during the reload pass work because each allocno
65          represents all of the corresponding pseudo-registers.
66
67        - *Hard-register costs*.  This is a vector of size equal to the
68          number of available hard-registers of the allocno's cover
69          class.  The cost of a callee-clobbered hard-register for an
70          allocno is increased by the cost of save/restore code around
71          the calls through the given allocno's life.  If the allocno
72          is a move instruction operand and another operand is a
73          hard-register of the allocno's cover class, the cost of the
74          hard-register is decreased by the move cost.
75
76          When an allocno is assigned, the hard-register with minimal
77          full cost is used.  Initially, a hard-register's full cost is
78          the corresponding value from the hard-register's cost vector.
79          If the allocno is connected by a *copy* (see below) to
80          another allocno which has just received a hard-register, the
81          cost of the hard-register is decreased.  Before choosing a
82          hard-register for an allocno, the allocno's current costs of
83          the hard-registers are modified by the conflict hard-register
84          costs of all of the conflicting allocnos which are not
85          assigned yet.
86
87        - *Conflict hard-register costs*.  This is a vector of the same
88          size as the hard-register costs vector.  To permit an
89          unassigned allocno to get a better hard-register, IRA uses
90          this vector to calculate the final full cost of the
91          available hard-registers.  Conflict hard-register costs of an
92          unassigned allocno are also changed with a change of the
93          hard-register cost of the allocno when a copy involving the
94          allocno is processed as described above.  This is done to
95          show other unassigned allocnos that a given allocno prefers
96          some hard-registers in order to remove the move instruction
97          corresponding to the copy.
98
99      o *Cap*.  If a pseudo-register does not live in a region but
100        lives in a nested region, IRA creates a special allocno called
101        a cap in the outer region.  A region cap is also created for a
102        subregion cap.
103
104      o *Copy*.  Allocnos can be connected by copies.  Copies are used
105        to modify hard-register costs for allocnos during coloring.
106        Such modifications reflects a preference to use the same
107        hard-register for the allocnos connected by copies.  Usually
108        copies are created for move insns (in this case it results in
109        register coalescing).  But IRA also creates copies for operands
110        of an insn which should be assigned to the same hard-register
111        due to constraints in the machine description (it usually
112        results in removing a move generated in reload to satisfy
113        the constraints) and copies referring to the allocno which is
114        the output operand of an instruction and the allocno which is
115        an input operand dying in the instruction (creation of such
116        copies results in less register shuffling).  IRA *does not*
117        create copies between the same register allocnos from different
118        regions because we use another technique for propagating
119        hard-register preference on the borders of regions.
120
121    Allocnos (including caps) for the upper region in the region tree
122    *accumulate* information important for coloring from allocnos with
123    the same pseudo-register from nested regions.  This includes
124    hard-register and memory costs, conflicts with hard-registers,
125    allocno conflicts, allocno copies and more.  *Thus, attributes for
126    allocnos in a region have the same values as if the region had no
127    subregions*.  It means that attributes for allocnos in the
128    outermost region corresponding to the function have the same values
129    as though the allocation used only one region which is the entire
130    function.  It also means that we can look at IRA work as if the
131    first IRA did allocation for all function then it improved the
132    allocation for loops then their subloops and so on.
133
134    IRA major passes are:
135
136      o Building IRA internal representation which consists of the
137        following subpasses:
138
139        * First, IRA builds regions and creates allocnos (file
140          ira-build.c) and initializes most of their attributes.
141
142        * Then IRA finds a cover class for each allocno and calculates
143          its initial (non-accumulated) cost of memory and each
144          hard-register of its cover class (file ira-cost.c).
145
146        * IRA creates live ranges of each allocno, calulates register
147          pressure for each cover class in each region, sets up
148          conflict hard registers for each allocno and info about calls
149          the allocno lives through (file ira-lives.c).
150
151        * IRA removes low register pressure loops from the regions
152          mostly to speed IRA up (file ira-build.c).
153
154        * IRA propagates accumulated allocno info from lower region
155          allocnos to corresponding upper region allocnos (file
156          ira-build.c).
157
158        * IRA creates all caps (file ira-build.c).
159
160        * Having live-ranges of allocnos and their cover classes, IRA
161          creates conflicting allocnos of the same cover class for each
162          allocno.  Conflicting allocnos are stored as a bit vector or
163          array of pointers to the conflicting allocnos whatever is
164          more profitable (file ira-conflicts.c).  At this point IRA
165          creates allocno copies.
166
167      o Coloring.  Now IRA has all necessary info to start graph coloring
168        process.  It is done in each region on top-down traverse of the
169        region tree (file ira-color.c).  There are following subpasses:
170
171        * Optional aggressive coalescing of allocnos in the region.
172
173        * Putting allocnos onto the coloring stack.  IRA uses Briggs
174          optimistic coloring which is a major improvement over
175          Chaitin's coloring.  Therefore IRA does not spill allocnos at
176          this point.  There is some freedom in the order of putting
177          allocnos on the stack which can affect the final result of
178          the allocation.  IRA uses some heuristics to improve the order.
179
180        * Popping the allocnos from the stack and assigning them hard
181          registers.  If IRA can not assign a hard register to an
182          allocno and the allocno is coalesced, IRA undoes the
183          coalescing and puts the uncoalesced allocnos onto the stack in
184          the hope that some such allocnos will get a hard register
185          separately.  If IRA fails to assign hard register or memory
186          is more profitable for it, IRA spills the allocno.  IRA
187          assigns the allocno the hard-register with minimal full
188          allocation cost which reflects the cost of usage of the
189          hard-register for the allocno and cost of usage of the
190          hard-register for allocnos conflicting with given allocno.
191
192        * After allono assigning in the region, IRA modifies the hard
193          register and memory costs for the corresponding allocnos in
194          the subregions to reflect the cost of possible loads, stores,
195          or moves on the border of the region and its subregions.
196          When default regional allocation algorithm is used
197          (-fira-algorithm=mixed), IRA just propagates the assignment
198          for allocnos if the register pressure in the region for the
199          corresponding cover class is less than number of available
200          hard registers for given cover class.
201
202      o Spill/restore code moving.  When IRA performs an allocation
203        by traversing regions in top-down order, it does not know what
204        happens below in the region tree.  Therefore, sometimes IRA
205        misses opportunities to perform a better allocation.  A simple
206        optimization tries to improve allocation in a region having
207        subregions and containing in another region.  If the
208        corresponding allocnos in the subregion are spilled, it spills
209        the region allocno if it is profitable.  The optimization
210        implements a simple iterative algorithm performing profitable
211        transformations while they are still possible.  It is fast in
212        practice, so there is no real need for a better time complexity
213        algorithm.
214
215      o Code change.  After coloring, two allocnos representing the same
216        pseudo-register outside and inside a region respectively may be
217        assigned to different locations (hard-registers or memory).  In
218        this case IRA creates and uses a new pseudo-register inside the
219        region and adds code to move allocno values on the region's
220        borders.  This is done during top-down traversal of the regions
221        (file ira-emit.c).  In some complicated cases IRA can create a
222        new allocno to move allocno values (e.g. when a swap of values
223        stored in two hard-registers is needed).  At this stage, the
224        new allocno is marked as spilled.  IRA still creates the
225        pseudo-register and the moves on the region borders even when
226        both allocnos were assigned to the same hard-register.  If the
227        reload pass spills a pseudo-register for some reason, the
228        effect will be smaller because another allocno will still be in
229        the hard-register.  In most cases, this is better then spilling
230        both allocnos.  If reload does not change the allocation
231        for the two pseudo-registers, the trivial move will be removed
232        by post-reload optimizations.  IRA does not generate moves for
233        allocnos assigned to the same hard register when the default
234        regional allocation algorithm is used and the register pressure
235        in the region for the corresponding allocno cover class is less
236        than number of available hard registers for given cover class.
237        IRA also does some optimizations to remove redundant stores and
238        to reduce code duplication on the region borders.
239
240      o Flattening internal representation.  After changing code, IRA
241        transforms its internal representation for several regions into
242        one region representation (file ira-build.c).  This process is
243        called IR flattening.  Such process is more complicated than IR
244        rebuilding would be, but is much faster.
245
246      o After IR flattening, IRA tries to assign hard registers to all
247        spilled allocnos.  This is impelemented by a simple and fast
248        priority coloring algorithm (see function
249        ira_reassign_conflict_allocnos::ira-color.c).  Here new allocnos
250        created during the code change pass can be assigned to hard
251        registers.
252
253      o At the end IRA calls the reload pass.  The reload pass
254        communicates with IRA through several functions in file
255        ira-color.c to improve its decisions in
256
257        * sharing stack slots for the spilled pseudos based on IRA info
258          about pseudo-register conflicts.
259
260        * reassigning hard-registers to all spilled pseudos at the end
261          of each reload iteration.
262
263        * choosing a better hard-register to spill based on IRA info
264          about pseudo-register live ranges and the register pressure
265          in places where the pseudo-register lives.
266
267    IRA uses a lot of data representing the target processors.  These
268    data are initilized in file ira.c.
269
270    If function has no loops (or the loops are ignored when
271    -fira-algorithm=CB is used), we have classic Chaitin-Briggs
272    coloring (only instead of separate pass of coalescing, we use hard
273    register preferencing).  In such case, IRA works much faster
274    because many things are not made (like IR flattening, the
275    spill/restore optimization, and the code change).
276
277    Literature is worth to read for better understanding the code:
278
279    o Preston Briggs, Keith D. Cooper, Linda Torczon.  Improvements to
280      Graph Coloring Register Allocation.
281
282    o David Callahan, Brian Koblenz.  Register allocation via
283      hierarchical graph coloring.
284
285    o Keith Cooper, Anshuman Dasgupta, Jason Eckhardt. Revisiting Graph
286      Coloring Register Allocation: A Study of the Chaitin-Briggs and
287      Callahan-Koblenz Algorithms.
288
289    o Guei-Yuan Lueh, Thomas Gross, and Ali-Reza Adl-Tabatabai. Global
290      Register Allocation Based on Graph Fusion.
291
292    o Vladimir Makarov. The Integrated Register Allocator for GCC.
293
294    o Vladimir Makarov.  The top-down register allocator for irregular
295      register file architectures.
296
297 */
298
299
300 #include "config.h"
301 #include "system.h"
302 #include "coretypes.h"
303 #include "tm.h"
304 #include "regs.h"
305 #include "rtl.h"
306 #include "tm_p.h"
307 #include "target.h"
308 #include "flags.h"
309 #include "obstack.h"
310 #include "bitmap.h"
311 #include "hard-reg-set.h"
312 #include "basic-block.h"
313 #include "df.h"
314 #include "expr.h"
315 #include "recog.h"
316 #include "params.h"
317 #include "timevar.h"
318 #include "tree-pass.h"
319 #include "output.h"
320 #include "except.h"
321 #include "reload.h"
322 #include "toplev.h"
323 #include "integrate.h"
324 #include "ggc.h"
325 #include "ira-int.h"
326
327
328 /* A modified value of flag `-fira-verbose' used internally.  */
329 int internal_flag_ira_verbose;
330
331 /* Dump file of the allocator if it is not NULL.  */
332 FILE *ira_dump_file;
333
334 /* Pools for allocnos, copies, allocno live ranges.  */
335 alloc_pool allocno_pool, copy_pool, allocno_live_range_pool;
336
337 /* The number of elements in the following array.  */
338 int ira_spilled_reg_stack_slots_num;
339
340 /* The following array contains info about spilled pseudo-registers
341    stack slots used in current function so far.  */
342 struct ira_spilled_reg_stack_slot *ira_spilled_reg_stack_slots;
343
344 /* Correspondingly overall cost of the allocation, cost of the
345    allocnos assigned to hard-registers, cost of the allocnos assigned
346    to memory, cost of loads, stores and register move insns generated
347    for pseudo-register live range splitting (see ira-emit.c).  */
348 int ira_overall_cost;
349 int ira_reg_cost, ira_mem_cost;
350 int ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost;
351 int ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num;
352
353 /* All registers that can be eliminated.  */
354
355 HARD_REG_SET eliminable_regset;
356
357 /* Map: hard regs X modes -> set of hard registers for storing value
358    of given mode starting with given hard register.  */
359 HARD_REG_SET ira_reg_mode_hard_regset[FIRST_PSEUDO_REGISTER][NUM_MACHINE_MODES];
360
361 /* The following two variables are array analogs of the macros
362    MEMORY_MOVE_COST and REGISTER_MOVE_COST.  */
363 short int ira_memory_move_cost[MAX_MACHINE_MODE][N_REG_CLASSES][2];
364 move_table *ira_register_move_cost[MAX_MACHINE_MODE];
365
366 /* Similar to may_move_in_cost but it is calculated in IRA instead of
367    regclass.  Another difference is that we take only available hard
368    registers into account to figure out that one register class is a
369    subset of the another one.  */
370 move_table *ira_may_move_in_cost[MAX_MACHINE_MODE];
371
372 /* Similar to may_move_out_cost but it is calculated in IRA instead of
373    regclass.  Another difference is that we take only available hard
374    registers into account to figure out that one register class is a
375    subset of the another one.  */
376 move_table *ira_may_move_out_cost[MAX_MACHINE_MODE];
377
378 /* Register class subset relation: TRUE if the first class is a subset
379    of the second one considering only hard registers available for the
380    allocation.  */
381 int ira_class_subset_p[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
382
383 /* Temporary hard reg set used for a different calculation.  */
384 static HARD_REG_SET temp_hard_regset;
385
386 \f
387
388 /* The function sets up the map IRA_REG_MODE_HARD_REGSET.  */
389 static void
390 setup_reg_mode_hard_regset (void)
391 {
392   int i, m, hard_regno;
393
394   for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
395     for (hard_regno = 0; hard_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; hard_regno++)
396       {
397         CLEAR_HARD_REG_SET (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m]);
398         for (i = hard_regno_nregs[hard_regno][m] - 1; i >= 0; i--)
399           if (hard_regno + i < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
400             SET_HARD_REG_BIT (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m],
401                               hard_regno + i);
402       }
403 }
404
405 \f
406
407 /* Hard registers that can not be used for the register allocator for
408    all functions of the current compilation unit.  */
409 static HARD_REG_SET no_unit_alloc_regs;
410
411 /* Array of the number of hard registers of given class which are
412    available for allocation.  The order is defined by the
413    allocation order.  */
414 short ira_class_hard_regs[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
415
416 /* Array of the number of hard registers of given class which are
417    available for allocation.  The order is defined by the
418    the hard register numbers.  */
419 short ira_non_ordered_class_hard_regs[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
420
421 /* The number of elements of the above array for given register
422    class.  */
423 int ira_class_hard_regs_num[N_REG_CLASSES];
424
425 /* Index (in ira_class_hard_regs) for given register class and hard
426    register (in general case a hard register can belong to several
427    register classes).  The index is negative for hard registers
428    unavailable for the allocation. */
429 short ira_class_hard_reg_index[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
430
431 /* The function sets up the three arrays declared above.  */
432 static void
433 setup_class_hard_regs (void)
434 {
435   int cl, i, hard_regno, n;
436   HARD_REG_SET processed_hard_reg_set;
437
438   ira_assert (SHRT_MAX >= FIRST_PSEUDO_REGISTER);
439   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
440     {
441       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
442       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
443       CLEAR_HARD_REG_SET (processed_hard_reg_set);
444       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
445         {
446           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][0] = -1;
447           ira_class_hard_reg_index[cl][0] = -1;
448         }
449       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
450         {
451 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
452           hard_regno = reg_alloc_order[i];
453 #else
454           hard_regno = i;
455 #endif
456           if (TEST_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno))
457             continue;
458           SET_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno);
459           if (! TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, hard_regno))
460             ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = -1;
461           else
462             {
463               ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = n;
464               ira_class_hard_regs[cl][n++] = hard_regno;
465             }
466         }
467       ira_class_hard_regs_num[cl] = n;
468       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
469         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, i))
470           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][n++] = i;
471       ira_assert (ira_class_hard_regs_num[cl] == n);
472     }
473 }
474
475 /* Number of given class hard registers available for the register
476    allocation for given classes.  */
477 int ira_available_class_regs[N_REG_CLASSES];
478
479 /* Set up IRA_AVAILABLE_CLASS_REGS.  */
480 static void
481 setup_available_class_regs (void)
482 {
483   int i, j;
484
485   memset (ira_available_class_regs, 0, sizeof (ira_available_class_regs));
486   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
487     {
488       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
489       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
490       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
491         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, j))
492           ira_available_class_regs[i]++;
493     }
494 }
495
496 /* Set up global variables defining info about hard registers for the
497    allocation.  These depend on USE_HARD_FRAME_P whose TRUE value means
498    that we can use the hard frame pointer for the allocation.  */
499 static void
500 setup_alloc_regs (bool use_hard_frame_p)
501 {
502 #ifdef ADJUST_REG_ALLOC_ORDER
503   ADJUST_REG_ALLOC_ORDER;
504 #endif
505   COPY_HARD_REG_SET (no_unit_alloc_regs, fixed_reg_set);
506   if (! use_hard_frame_p)
507     SET_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
508   setup_class_hard_regs ();
509   setup_available_class_regs ();
510 }
511
512 \f
513
514 /* Set up IRA_MEMORY_MOVE_COST, IRA_REGISTER_MOVE_COST.  */
515 static void
516 setup_class_subset_and_memory_move_costs (void)
517 {
518   int cl, cl2, mode;
519   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
520
521   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
522     ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
523       = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1] = SHRT_MAX;
524   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
525     {
526       if (cl != (int) NO_REGS)
527         for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
528           {
529             ira_memory_move_cost[mode][cl][0] =
530               MEMORY_MOVE_COST ((enum machine_mode) mode,
531                                 (enum reg_class) cl, 0);
532             ira_memory_move_cost[mode][cl][1] =
533               MEMORY_MOVE_COST ((enum machine_mode) mode,
534                                 (enum reg_class) cl, 1);
535             /* Costs for NO_REGS are used in cost calculation on the
536                1st pass when the preferred register classes are not
537                known yet.  In this case we take the best scenario.  */
538             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
539                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][0])
540               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
541                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][0];
542             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
543                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][1])
544               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
545                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][1];
546           }
547       for (cl2 = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl2 >= 0; cl2--)
548         {
549           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
550           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
551           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
552           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
553           ira_class_subset_p[cl][cl2]
554             = hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2);
555         }
556     }
557 }
558
559 \f
560
561 /* Define the following macro if allocation through malloc if
562    preferable.  */
563 #define IRA_NO_OBSTACK
564
565 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
566 /* Obstack used for storing all dynamic data (except bitmaps) of the
567    IRA.  */
568 static struct obstack ira_obstack;
569 #endif
570
571 /* Obstack used for storing all bitmaps of the IRA.  */
572 static struct bitmap_obstack ira_bitmap_obstack;
573
574 /* Allocate memory of size LEN for IRA data.  */
575 void *
576 ira_allocate (size_t len)
577 {
578   void *res;
579
580 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
581   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
582 #else
583   res = xmalloc (len);
584 #endif
585   return res;
586 }
587
588 /* Reallocate memory PTR of size LEN for IRA data.  */
589 void *
590 ira_reallocate (void *ptr, size_t len)
591 {
592   void *res;
593
594 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
595   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
596 #else
597   res = xrealloc (ptr, len);
598 #endif
599   return res;
600 }
601
602 /* Free memory ADDR allocated for IRA data.  */
603 void
604 ira_free (void *addr ATTRIBUTE_UNUSED)
605 {
606 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
607   /* do nothing */
608 #else
609   free (addr);
610 #endif
611 }
612
613
614 /* Allocate and returns bitmap for IRA.  */
615 bitmap
616 ira_allocate_bitmap (void)
617 {
618   return BITMAP_ALLOC (&ira_bitmap_obstack);
619 }
620
621 /* Free bitmap B allocated for IRA.  */
622 void
623 ira_free_bitmap (bitmap b ATTRIBUTE_UNUSED)
624 {
625   /* do nothing */
626 }
627
628 \f
629
630 /* Output information about allocation of all allocnos (except for
631    caps) into file F.  */
632 void
633 ira_print_disposition (FILE *f)
634 {
635   int i, n, max_regno;
636   ira_allocno_t a;
637   basic_block bb;
638
639   fprintf (f, "Disposition:");
640   max_regno = max_reg_num ();
641   for (n = 0, i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
642     for (a = ira_regno_allocno_map[i];
643          a != NULL;
644          a = ALLOCNO_NEXT_REGNO_ALLOCNO (a))
645       {
646         if (n % 4 == 0)
647           fprintf (f, "\n");
648         n++;
649         fprintf (f, " %4d:r%-4d", ALLOCNO_NUM (a), ALLOCNO_REGNO (a));
650         if ((bb = ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->bb) != NULL)
651           fprintf (f, "b%-3d", bb->index);
652         else
653           fprintf (f, "l%-3d", ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->loop->num);
654         if (ALLOCNO_HARD_REGNO (a) >= 0)
655           fprintf (f, " %3d", ALLOCNO_HARD_REGNO (a));
656         else
657           fprintf (f, " mem");
658       }
659   fprintf (f, "\n");
660 }
661
662 /* Outputs information about allocation of all allocnos into
663    stderr.  */
664 void
665 ira_debug_disposition (void)
666 {
667   ira_print_disposition (stderr);
668 }
669
670 \f
671
672 /* For each reg class, table listing all the classes contained in it
673    (excluding the class itself.  Non-allocatable registers are
674    excluded from the consideration).  */
675 static enum reg_class alloc_reg_class_subclasses[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
676
677 /* Initialize the table of subclasses of each reg class.  */
678 static void
679 setup_reg_subclasses (void)
680 {
681   int i, j;
682   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
683
684   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
685     for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
686       alloc_reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
687
688   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
689     {
690       if (i == (int) NO_REGS)
691         continue;
692
693       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
694       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
695       if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
696         continue;
697       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
698         if (i != j)
699           {
700             enum reg_class *p;
701
702             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
703             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
704             if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
705                                          temp_hard_regset2))
706               continue;
707             p = &alloc_reg_class_subclasses[j][0];
708             while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
709             *p = (enum reg_class) i;
710           }
711     }
712 }
713
714 \f
715
716 /* Number of cover classes.  Cover classes is non-intersected register
717    classes containing all hard-registers available for the
718    allocation.  */
719 int ira_reg_class_cover_size;
720
721 /* The array containing cover classes (see also comments for macro
722    IRA_COVER_CLASSES).  Only first IRA_REG_CLASS_COVER_SIZE elements are
723    used for this.  */
724 enum reg_class ira_reg_class_cover[N_REG_CLASSES];
725
726 /* The number of elements in the subsequent array.  */
727 int ira_important_classes_num;
728
729 /* The array containing non-empty classes (including non-empty cover
730    classes) which are subclasses of cover classes.  Such classes is
731    important for calculation of the hard register usage costs.  */
732 enum reg_class ira_important_classes[N_REG_CLASSES];
733
734 /* The array containing indexes of important classes in the previous
735    array.  The array elements are defined only for important
736    classes.  */
737 int ira_important_class_nums[N_REG_CLASSES];
738
739 /* Set the four global variables defined above.  */
740 static void
741 setup_cover_and_important_classes (void)
742 {
743   int i, j, n, cl;
744   bool set_p;
745   const enum reg_class *cover_classes;
746   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
747   static enum reg_class classes[LIM_REG_CLASSES + 1];
748
749   if (targetm.ira_cover_classes == NULL)
750     cover_classes = NULL;
751   else
752     cover_classes = targetm.ira_cover_classes ();
753   if (cover_classes == NULL)
754     ira_assert (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY);
755   else
756     {
757       for (i = 0; (cl = cover_classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
758         classes[i] = (enum reg_class) cl;
759       classes[i] = LIM_REG_CLASSES;
760     }
761
762   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
763     {
764       n = 0;
765       for (i = 0; i <= LIM_REG_CLASSES; i++)
766         {
767           if (i == NO_REGS)
768             continue;
769 #ifdef CONSTRAINT_NUM_DEFINED_P
770           for (j = 0; j < CONSTRAINT__LIMIT; j++)
771             if ((int) REG_CLASS_FOR_CONSTRAINT ((enum constraint_num) j) == i)
772               break;
773           if (j < CONSTRAINT__LIMIT)
774             {
775               classes[n++] = (enum reg_class) i;
776               continue;
777             }
778 #endif
779           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
780           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
781           for (j = 0; j < LIM_REG_CLASSES; j++)
782             {
783               if (i == j)
784                 continue;
785               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
786               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
787                                       no_unit_alloc_regs);
788               if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
789                                         temp_hard_regset2))
790                     break;
791             }
792           if (j >= i)
793             classes[n++] = (enum reg_class) i;
794         }
795       classes[n] = LIM_REG_CLASSES;
796     }
797
798   ira_reg_class_cover_size = 0;
799   for (i = 0; (cl = classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
800     {
801       for (j = 0; j < i; j++)
802         if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY
803             && reg_classes_intersect_p ((enum reg_class) cl, classes[j]))
804           gcc_unreachable ();
805       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
806       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
807       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
808         ira_reg_class_cover[ira_reg_class_cover_size++] = (enum reg_class) cl;
809     }
810   ira_important_classes_num = 0;
811   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
812     {
813       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
814       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
815       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
816         {
817           set_p = false;
818           for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
819             {
820               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
821               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
822               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
823                                  reg_class_contents[ira_reg_class_cover[j]]);
824               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
825               if ((enum reg_class) cl == ira_reg_class_cover[j]
826                   || hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
827                                            temp_hard_regset2))
828                 break;
829               else if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
830                                               temp_hard_regset2))
831                 set_p = true;
832             }
833           if (set_p && j >= ira_reg_class_cover_size)
834             ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
835               = (enum reg_class) cl;
836         }
837     }
838   for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
839     ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
840       = ira_reg_class_cover[j];
841 }
842
843 /* Map of all register classes to corresponding cover class containing
844    the given class.  If given class is not a subset of a cover class,
845    we translate it into the cheapest cover class.  */
846 enum reg_class ira_class_translate[N_REG_CLASSES];
847
848 /* Set up array IRA_CLASS_TRANSLATE.  */
849 static void
850 setup_class_translate (void)
851 {
852   int cl, mode;
853   enum reg_class cover_class, best_class, *cl_ptr;
854   int i, cost, min_cost, best_cost;
855
856   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
857     ira_class_translate[cl] = NO_REGS;
858
859   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
860     for (cl = 0; cl < LIM_REG_CLASSES; cl++)
861       {
862         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
863         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
864         for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
865           {
866             HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
867
868             cover_class = ira_reg_class_cover[i];
869             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
870                                reg_class_contents[cover_class]);
871             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
872             if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2))
873               ira_class_translate[cl] = cover_class;
874           }
875       }
876   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
877     {
878       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
879       if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
880         for (cl_ptr = &alloc_reg_class_subclasses[cover_class][0];
881              (cl = *cl_ptr) != LIM_REG_CLASSES;
882              cl_ptr++)
883           {
884             if (ira_class_translate[cl] == NO_REGS)
885               ira_class_translate[cl] = cover_class;
886 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
887             else
888               {
889                 COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
890                 AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
891                 if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
892                   gcc_unreachable ();
893               }
894 #endif
895           }
896       ira_class_translate[cover_class] = cover_class;
897     }
898   /* For classes which are not fully covered by a cover class (in
899      other words covered by more one cover class), use the cheapest
900      cover class.  */
901   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
902     {
903       if (cl == NO_REGS || ira_class_translate[cl] != NO_REGS)
904         continue;
905       best_class = NO_REGS;
906       best_cost = INT_MAX;
907       for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
908         {
909           cover_class = ira_reg_class_cover[i];
910           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
911                              reg_class_contents[cover_class]);
912           AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
913           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
914           if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
915             {
916               min_cost = INT_MAX;
917               for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
918                 {
919                   cost = (ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
920                           + ira_memory_move_cost[mode][cl][1]);
921                   if (min_cost > cost)
922                     min_cost = cost;
923                 }
924               if (best_class == NO_REGS || best_cost > min_cost)
925                 {
926                   best_class = cover_class;
927                   best_cost = min_cost;
928                 }
929             }
930         }
931       ira_class_translate[cl] = best_class;
932     }
933 }
934
935 /* Order numbers of cover classes in original target cover class
936    array, -1 for non-cover classes.  */
937 static int cover_class_order[N_REG_CLASSES];
938
939 /* The function used to sort the important classes.  */
940 static int
941 comp_reg_classes_func (const void *v1p, const void *v2p)
942 {
943   enum reg_class cl1 = *(const enum reg_class *) v1p;
944   enum reg_class cl2 = *(const enum reg_class *) v2p;
945   int diff;
946
947   cl1 = ira_class_translate[cl1];
948   cl2 = ira_class_translate[cl2];
949   if (cl1 != NO_REGS && cl2 != NO_REGS
950       && (diff = cover_class_order[cl1] - cover_class_order[cl2]) != 0)
951     return diff;
952   return (int) cl1 - (int) cl2;
953 }
954
955 /* Reorder important classes according to the order of their cover
956    classes.  Set up array ira_important_class_nums too.  */
957 static void
958 reorder_important_classes (void)
959 {
960   int i;
961
962   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
963     cover_class_order[i] = -1;
964   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
965     cover_class_order[ira_reg_class_cover[i]] = i;
966   qsort (ira_important_classes, ira_important_classes_num,
967          sizeof (enum reg_class), comp_reg_classes_func);
968   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
969     ira_important_class_nums[ira_important_classes[i]] = i;
970 }
971
972 /* The biggest important reg_class inside of intersection of the two
973    reg_classes (that is calculated taking only hard registers
974    available for allocation into account).  If the both reg_classes
975    contain no hard registers available for allocation, the value is
976    calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
977    account.  */
978 enum reg_class ira_reg_class_intersect[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
979
980 /* True if the two classes (that is calculated taking only hard
981    registers available for allocation into account) are
982    intersected.  */
983 bool ira_reg_classes_intersect_p[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
984
985 /* Important classes with end marker LIM_REG_CLASSES which are
986    supersets with given important class (the first index).  That
987    includes given class itself.  This is calculated taking only hard
988    registers available for allocation into account.  */
989 enum reg_class ira_reg_class_super_classes[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
990
991 /* The biggest important reg_class inside of union of the two
992    reg_classes (that is calculated taking only hard registers
993    available for allocation into account).  If the both reg_classes
994    contain no hard registers available for allocation, the value is
995    calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
996    account.  In other words, the value is the corresponding
997    reg_class_subunion value.  */
998 enum reg_class ira_reg_class_union[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
999
1000 /* Set up the above reg class relations.  */
1001 static void
1002 setup_reg_class_relations (void)
1003 {
1004   int i, cl1, cl2, cl3;
1005   HARD_REG_SET intersection_set, union_set, temp_set2;
1006   bool important_class_p[N_REG_CLASSES];
1007
1008   memset (important_class_p, 0, sizeof (important_class_p));
1009   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1010     important_class_p[ira_important_classes[i]] = true;
1011   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1012     {
1013       ira_reg_class_super_classes[cl1][0] = LIM_REG_CLASSES;
1014       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1015         {
1016           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2] = false;
1017           ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = NO_REGS;
1018           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
1019           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1020           COPY_HARD_REG_SET (temp_set2, reg_class_contents[cl2]);
1021           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1022           if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset)
1023               && hard_reg_set_empty_p (temp_set2))
1024             {
1025               for (i = 0;; i++)
1026                 {
1027                   cl3 = reg_class_subclasses[cl1][i];
1028                   if (cl3 == LIM_REG_CLASSES)
1029                     break;
1030                   if (reg_class_subset_p (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2],
1031                                           (enum reg_class) cl3))
1032                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1033                 }
1034               ira_reg_class_union[cl1][cl2] = reg_class_subunion[cl1][cl2];
1035               continue;
1036             }
1037           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2]
1038             = hard_reg_set_intersect_p (temp_hard_regset, temp_set2);
1039           if (important_class_p[cl1] && important_class_p[cl2]
1040               && hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2))
1041             {
1042               enum reg_class *p;
1043
1044               p = &ira_reg_class_super_classes[cl1][0];
1045               while (*p != LIM_REG_CLASSES)
1046                 p++;
1047               *p++ = (enum reg_class) cl2;
1048               *p = LIM_REG_CLASSES;
1049             }
1050           ira_reg_class_union[cl1][cl2] = NO_REGS;
1051           COPY_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl1]);
1052           AND_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl2]);
1053           AND_COMPL_HARD_REG_SET (intersection_set, no_unit_alloc_regs);
1054           COPY_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl1]);
1055           IOR_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl2]);
1056           AND_COMPL_HARD_REG_SET (union_set, no_unit_alloc_regs);
1057           for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1058             {
1059               cl3 = ira_important_classes[i];
1060               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl3]);
1061               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1062               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, intersection_set))
1063                 {
1064                   COPY_HARD_REG_SET
1065                     (temp_set2,
1066                      reg_class_contents[(int)
1067                                         ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]]);
1068                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1069                   if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1070                       /* Ignore unavailable hard registers and prefer
1071                          smallest class for debugging purposes.  */
1072                       || (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1073                           && hard_reg_set_subset_p
1074                              (reg_class_contents[cl3],
1075                               reg_class_contents
1076                               [(int) ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]])))
1077                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1078                 }
1079               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, union_set))
1080                 {
1081                   COPY_HARD_REG_SET
1082                     (temp_set2,
1083                      reg_class_contents[(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]);
1084                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1085                   if (ira_reg_class_union[cl1][cl2] == NO_REGS
1086                       || (hard_reg_set_subset_p (temp_set2, temp_hard_regset)
1087
1088                           && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
1089                                                       temp_hard_regset)
1090                               /* Ignore unavailable hard registers and
1091                                  prefer smallest class for debugging
1092                                  purposes.  */
1093                               || hard_reg_set_subset_p
1094                                  (reg_class_contents[cl3],
1095                                   reg_class_contents
1096                                   [(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]))))
1097                     ira_reg_class_union[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1098                 }
1099             }
1100         }
1101     }
1102 }
1103
1104 /* Output all cover classes and the translation map into file F.  */
1105 static void
1106 print_class_cover (FILE *f)
1107 {
1108   static const char *const reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
1109   int i;
1110
1111   fprintf (f, "Class cover:\n");
1112   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1113     fprintf (f, " %s", reg_class_names[ira_reg_class_cover[i]]);
1114   fprintf (f, "\nClass translation:\n");
1115   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
1116     fprintf (f, " %s -> %s\n", reg_class_names[i],
1117              reg_class_names[ira_class_translate[i]]);
1118 }
1119
1120 /* Output all cover classes and the translation map into
1121    stderr.  */
1122 void
1123 ira_debug_class_cover (void)
1124 {
1125   print_class_cover (stderr);
1126 }
1127
1128 /* Set up different arrays concerning class subsets, cover and
1129    important classes.  */
1130 static void
1131 find_reg_class_closure (void)
1132 {
1133   setup_reg_subclasses ();
1134   setup_cover_and_important_classes ();
1135   setup_class_translate ();
1136   reorder_important_classes ();
1137   setup_reg_class_relations ();
1138 }
1139
1140 \f
1141
1142 /* Map: hard register number -> cover class it belongs to.  If the
1143    corresponding class is NO_REGS, the hard register is not available
1144    for allocation.  */
1145 enum reg_class ira_hard_regno_cover_class[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
1146
1147 /* Set up the array above.  */
1148 static void
1149 setup_hard_regno_cover_class (void)
1150 {
1151   int i, j;
1152   enum reg_class cl;
1153
1154   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1155     {
1156       ira_hard_regno_cover_class[i] = NO_REGS;
1157       for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
1158         {
1159           cl = ira_reg_class_cover[j];
1160           if (ira_class_hard_reg_index[cl][i] >= 0)
1161             {
1162               ira_hard_regno_cover_class[i] = cl;
1163               break;
1164             }
1165         }
1166
1167     }
1168 }
1169
1170 \f
1171
1172 /* Map: register class x machine mode -> number of hard registers of
1173    given class needed to store value of given mode.  If the number is
1174    different, the size will be negative.  */
1175 int ira_reg_class_nregs[N_REG_CLASSES][MAX_MACHINE_MODE];
1176
1177 /* Maximal value of the previous array elements.  */
1178 int ira_max_nregs;
1179
1180 /* Form IRA_REG_CLASS_NREGS map.  */
1181 static void
1182 setup_reg_class_nregs (void)
1183 {
1184   int cl, m;
1185
1186   ira_max_nregs = -1;
1187   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1188     for (m = 0; m < MAX_MACHINE_MODE; m++)
1189       {
1190         ira_reg_class_nregs[cl][m] = CLASS_MAX_NREGS ((enum reg_class) cl,
1191                                                       (enum machine_mode) m);
1192         if (ira_max_nregs < ira_reg_class_nregs[cl][m])
1193           ira_max_nregs = ira_reg_class_nregs[cl][m];
1194       }
1195 }
1196
1197 \f
1198
1199 /* Array whose values are hard regset of hard registers available for
1200    the allocation of given register class whose HARD_REGNO_MODE_OK
1201    values for given mode are zero.  */
1202 HARD_REG_SET prohibited_class_mode_regs[N_REG_CLASSES][NUM_MACHINE_MODES];
1203
1204 /* Set up PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS.  */
1205 static void
1206 setup_prohibited_class_mode_regs (void)
1207 {
1208   int i, j, k, hard_regno;
1209   enum reg_class cl;
1210
1211   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1212     {
1213       cl = ira_reg_class_cover[i];
1214       for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
1215         {
1216           CLEAR_HARD_REG_SET (prohibited_class_mode_regs[cl][j]);
1217           for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
1218             {
1219               hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
1220               if (! HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, (enum machine_mode) j))
1221                 SET_HARD_REG_BIT (prohibited_class_mode_regs[cl][j],
1222                                   hard_regno);
1223             }
1224         }
1225     }
1226 }
1227
1228 \f
1229
1230 /* Allocate and initialize IRA_REGISTER_MOVE_COST,
1231    IRA_MAY_MOVE_IN_COST, and IRA_MAY_MOVE_OUT_COST for MODE if it is
1232    not done yet.  */
1233 void
1234 ira_init_register_move_cost (enum machine_mode mode)
1235 {
1236   int cl1, cl2;
1237
1238   ira_assert (ira_register_move_cost[mode] == NULL
1239               && ira_may_move_in_cost[mode] == NULL
1240               && ira_may_move_out_cost[mode] == NULL);
1241   if (move_cost[mode] == NULL)
1242     init_move_cost (mode);
1243   ira_register_move_cost[mode] = move_cost[mode];
1244   /* Don't use ira_allocate because the tables exist out of scope of a
1245      IRA call.  */
1246   ira_may_move_in_cost[mode]
1247     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1248   memcpy (ira_may_move_in_cost[mode], may_move_in_cost[mode],
1249           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1250   ira_may_move_out_cost[mode]
1251     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1252   memcpy (ira_may_move_out_cost[mode], may_move_out_cost[mode],
1253           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1254   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1255     {
1256       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1257         {
1258           if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
1259             ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1260           if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
1261             ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1262         }
1263     }
1264 }
1265
1266 \f
1267
1268 /* This is called once during compiler work.  It sets up
1269    different arrays whose values don't depend on the compiled
1270    function.  */
1271 void
1272 ira_init_once (void)
1273 {
1274   int mode;
1275
1276   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1277     {
1278       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1279       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1280       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1281     }
1282   ira_init_costs_once ();
1283 }
1284
1285 /* Free ira_register_move_cost, ira_may_move_in_cost, and
1286    ira_may_move_out_cost for each mode.  */
1287 static void
1288 free_register_move_costs (void)
1289 {
1290   int mode;
1291
1292   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1293     {
1294       if (ira_may_move_in_cost[mode] != NULL)
1295         free (ira_may_move_in_cost[mode]);
1296       if (ira_may_move_out_cost[mode] != NULL)
1297         free (ira_may_move_out_cost[mode]);
1298       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1299       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1300       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1301     }
1302 }
1303
1304 /* This is called every time when register related information is
1305    changed.  */
1306 void
1307 ira_init (void)
1308 {
1309   free_register_move_costs ();
1310   setup_reg_mode_hard_regset ();
1311   setup_alloc_regs (flag_omit_frame_pointer != 0);
1312   setup_class_subset_and_memory_move_costs ();
1313   find_reg_class_closure ();
1314   setup_hard_regno_cover_class ();
1315   setup_reg_class_nregs ();
1316   setup_prohibited_class_mode_regs ();
1317   ira_init_costs ();
1318 }
1319
1320 /* Function called once at the end of compiler work.  */
1321 void
1322 ira_finish_once (void)
1323 {
1324   ira_finish_costs_once ();
1325   free_register_move_costs ();
1326 }
1327
1328 \f
1329
1330 /* Array whose values are hard regset of hard registers for which
1331    move of the hard register in given mode into itself is
1332    prohibited.  */
1333 HARD_REG_SET ira_prohibited_mode_move_regs[NUM_MACHINE_MODES];
1334
1335 /* Flag of that the above array has been initialized.  */
1336 static bool ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = false;
1337
1338 /* Set up IRA_PROHIBITED_MODE_MOVE_REGS.  */
1339 static void
1340 setup_prohibited_mode_move_regs (void)
1341 {
1342   int i, j;
1343   rtx test_reg1, test_reg2, move_pat, move_insn;
1344
1345   if (ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
1346     return;
1347   ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = true;
1348   test_reg1 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1349   test_reg2 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1350   move_pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, test_reg1, test_reg2);
1351   move_insn = gen_rtx_INSN (VOIDmode, 0, 0, 0, 0, 0, move_pat, -1, 0);
1352   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
1353     {
1354       SET_HARD_REG_SET (ira_prohibited_mode_move_regs[i]);
1355       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
1356         {
1357           if (! HARD_REGNO_MODE_OK (j, (enum machine_mode) i))
1358             continue;
1359           SET_REGNO (test_reg1, j);
1360           PUT_MODE (test_reg1, (enum machine_mode) i);
1361           SET_REGNO (test_reg2, j);
1362           PUT_MODE (test_reg2, (enum machine_mode) i);
1363           INSN_CODE (move_insn) = -1;
1364           recog_memoized (move_insn);
1365           if (INSN_CODE (move_insn) < 0)
1366             continue;
1367           extract_insn (move_insn);
1368           if (! constrain_operands (1))
1369             continue;
1370           CLEAR_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_mode_move_regs[i], j);
1371         }
1372     }
1373 }
1374
1375 \f
1376
1377 /* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading X.  */
1378 static bool
1379 ira_bad_reload_regno_1 (int regno, rtx x)
1380 {
1381   int x_regno;
1382   ira_allocno_t a;
1383   enum reg_class pref;
1384
1385   /* We only deal with pseudo regs.  */
1386   if (! x || GET_CODE (x) != REG)
1387     return false;
1388
1389   x_regno = REGNO (x);
1390   if (x_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1391     return false;
1392
1393   /* If the pseudo prefers REGNO explicitly, then do not consider
1394      REGNO a bad spill choice.  */
1395   pref = reg_preferred_class (x_regno);
1396   if (reg_class_size[pref] == 1)
1397     return !TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[pref], regno);
1398
1399   /* If the pseudo conflicts with REGNO, then we consider REGNO a
1400      poor choice for a reload regno.  */
1401   a = ira_regno_allocno_map[x_regno];
1402   if (TEST_HARD_REG_BIT (ALLOCNO_TOTAL_CONFLICT_HARD_REGS (a), regno))
1403     return true;
1404
1405   return false;
1406 }
1407
1408 /* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading
1409    IN or OUT.  */
1410 bool
1411 ira_bad_reload_regno (int regno, rtx in, rtx out)
1412 {
1413   return (ira_bad_reload_regno_1 (regno, in)
1414           || ira_bad_reload_regno_1 (regno, out));
1415 }
1416
1417 /* Function specific hard registers that can not be used for the
1418    register allocation.  */
1419 HARD_REG_SET ira_no_alloc_regs;
1420
1421 /* Return TRUE if *LOC contains an asm.  */
1422 static int
1423 insn_contains_asm_1 (rtx *loc, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1424 {
1425   if ( !*loc)
1426     return FALSE;
1427   if (GET_CODE (*loc) == ASM_OPERANDS)
1428     return TRUE;
1429   return FALSE;
1430 }
1431
1432
1433 /* Return TRUE if INSN contains an ASM.  */
1434 static bool
1435 insn_contains_asm (rtx insn)
1436 {
1437   return for_each_rtx (&insn, insn_contains_asm_1, NULL);
1438 }
1439
1440 /* Add register clobbers from asm statements.  */
1441 static void
1442 compute_regs_asm_clobbered (void)
1443 {
1444   basic_block bb;
1445
1446   FOR_EACH_BB (bb)
1447     {
1448       rtx insn;
1449       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
1450         {
1451           df_ref *def_rec;
1452
1453           if (insn_contains_asm (insn))
1454             for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
1455               {
1456                 df_ref def = *def_rec;
1457                 unsigned int dregno = DF_REF_REGNO (def);
1458                 if (dregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1459                   {
1460                     unsigned int i;
1461                     enum machine_mode mode = GET_MODE (DF_REF_REAL_REG (def));
1462                     unsigned int end = dregno
1463                       + hard_regno_nregs[dregno][mode] - 1;
1464
1465                     for (i = dregno; i <= end; ++i)
1466                       SET_HARD_REG_BIT(crtl->asm_clobbers, i);
1467                   }
1468               }
1469         }
1470     }
1471 }
1472
1473
1474 /* Set up ELIMINABLE_REGSET, IRA_NO_ALLOC_REGS, and REGS_EVER_LIVE.  */
1475 void
1476 ira_setup_eliminable_regset (void)
1477 {
1478 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1479   int i;
1480   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
1481 #endif
1482   /* FIXME: If EXIT_IGNORE_STACK is set, we will not save and restore
1483      sp for alloca.  So we can't eliminate the frame pointer in that
1484      case.  At some point, we should improve this by emitting the
1485      sp-adjusting insns for this case.  */
1486   int need_fp
1487     = (! flag_omit_frame_pointer
1488        || (cfun->calls_alloca && EXIT_IGNORE_STACK)
1489        /* We need the frame pointer to catch stack overflow exceptions
1490           if the stack pointer is moving.  */
1491        || (flag_stack_check && STACK_CHECK_MOVING_SP)
1492        || crtl->accesses_prior_frames
1493        || crtl->stack_realign_needed
1494        || targetm.frame_pointer_required ());
1495
1496   frame_pointer_needed = need_fp;
1497
1498   COPY_HARD_REG_SET (ira_no_alloc_regs, no_unit_alloc_regs);
1499   CLEAR_HARD_REG_SET (eliminable_regset);
1500
1501   compute_regs_asm_clobbered ();
1502
1503   /* Build the regset of all eliminable registers and show we can't
1504      use those that we already know won't be eliminated.  */
1505 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1506   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
1507     {
1508       bool cannot_elim
1509         = (! targetm.can_eliminate (eliminables[i].from, eliminables[i].to)
1510            || (eliminables[i].to == STACK_POINTER_REGNUM && need_fp));
1511
1512       if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, eliminables[i].from))
1513         {
1514             SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, eliminables[i].from);
1515
1516             if (cannot_elim)
1517               SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, eliminables[i].from);
1518         }
1519       else if (cannot_elim)
1520         error ("%s cannot be used in asm here",
1521                reg_names[eliminables[i].from]);
1522       else
1523         df_set_regs_ever_live (eliminables[i].from, true);
1524     }
1525 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
1526   if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
1527     {
1528       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1529       if (need_fp)
1530         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1531     }
1532   else if (need_fp)
1533     error ("%s cannot be used in asm here",
1534            reg_names[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM]);
1535   else
1536     df_set_regs_ever_live (HARD_FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1537 #endif
1538
1539 #else
1540   if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
1541     {
1542       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, FRAME_POINTER_REGNUM);
1543       if (need_fp)
1544         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, FRAME_POINTER_REGNUM);
1545     }
1546   else if (need_fp)
1547     error ("%s cannot be used in asm here", reg_names[FRAME_POINTER_REGNUM]);
1548   else
1549     df_set_regs_ever_live (FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1550 #endif
1551 }
1552
1553 \f
1554
1555 /* The length of the following two arrays.  */
1556 int ira_reg_equiv_len;
1557
1558 /* The element value is TRUE if the corresponding regno value is
1559    invariant.  */
1560 bool *ira_reg_equiv_invariant_p;
1561
1562 /* The element value is equiv constant of given pseudo-register or
1563    NULL_RTX.  */
1564 rtx *ira_reg_equiv_const;
1565
1566 /* Set up the two arrays declared above.  */
1567 static void
1568 find_reg_equiv_invariant_const (void)
1569 {
1570   int i;
1571   bool invariant_p;
1572   rtx list, insn, note, constant, x;
1573
1574   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1575     {
1576       constant = NULL_RTX;
1577       invariant_p = false;
1578       for (list = reg_equiv_init[i]; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
1579         {
1580           insn = XEXP (list, 0);
1581           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1582
1583           if (note == NULL_RTX)
1584             continue;
1585
1586           x = XEXP (note, 0);
1587
1588           if (! function_invariant_p (x)
1589               || ! flag_pic
1590               /* A function invariant is often CONSTANT_P but may
1591                  include a register.  We promise to only pass CONSTANT_P
1592                  objects to LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P.  */
1593               || (CONSTANT_P (x) && LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P (x)))
1594             {
1595               /* It can happen that a REG_EQUIV note contains a MEM
1596                  that is not a legitimate memory operand.  As later
1597                  stages of the reload assume that all addresses found
1598                  in the reg_equiv_* arrays were originally legitimate,
1599                  we ignore such REG_EQUIV notes.  */
1600               if (memory_operand (x, VOIDmode))
1601                 invariant_p = MEM_READONLY_P (x);
1602               else if (function_invariant_p (x))
1603                 {
1604                   if (GET_CODE (x) == PLUS
1605                       || x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
1606                     invariant_p = true;
1607                   else
1608                     constant = x;
1609                 }
1610             }
1611         }
1612       ira_reg_equiv_invariant_p[i] = invariant_p;
1613       ira_reg_equiv_const[i] = constant;
1614     }
1615 }
1616
1617 \f
1618
1619 /* Vector of substitutions of register numbers,
1620    used to map pseudo regs into hardware regs.
1621    This is set up as a result of register allocation.
1622    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
1623    or is -1 if no hard reg was assigned.
1624    If N is a hard reg number, element N is N.  */
1625 short *reg_renumber;
1626
1627 /* Set up REG_RENUMBER and CALLER_SAVE_NEEDED (used by reload) from
1628    the allocation found by IRA.  */
1629 static void
1630 setup_reg_renumber (void)
1631 {
1632   int regno, hard_regno;
1633   ira_allocno_t a;
1634   ira_allocno_iterator ai;
1635
1636   caller_save_needed = 0;
1637   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1638     {
1639       /* There are no caps at this point.  */
1640       ira_assert (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) == NULL);
1641       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1642         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1643            somewhere in a region.  */
1644         ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = true;
1645       ira_free_allocno_updated_costs (a);
1646       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1647       regno = (int) REGNO (ALLOCNO_REG (a));
1648       reg_renumber[regno] = (hard_regno < 0 ? -1 : hard_regno);
1649       if (hard_regno >= 0 && ALLOCNO_CALLS_CROSSED_NUM (a) != 0
1650           && ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1651                                           call_used_reg_set))
1652         {
1653           ira_assert (!optimize || flag_caller_saves
1654                       || regno >= ira_reg_equiv_len
1655                       || ira_reg_equiv_const[regno]
1656                       || ira_reg_equiv_invariant_p[regno]);
1657           caller_save_needed = 1;
1658         }
1659     }
1660 }
1661
1662 /* Set up allocno assignment flags for further allocation
1663    improvements.  */
1664 static void
1665 setup_allocno_assignment_flags (void)
1666 {
1667   int hard_regno;
1668   ira_allocno_t a;
1669   ira_allocno_iterator ai;
1670
1671   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1672     {
1673       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1674         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1675            somewhere in a region.  */
1676         ira_free_allocno_updated_costs (a);
1677       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1678       /* Don't assign hard registers to allocnos which are destination
1679          of removed store at the end of loop.  It has no sense to keep
1680          the same value in different hard registers.  It is also
1681          impossible to assign hard registers correctly to such
1682          allocnos because the cost info and info about intersected
1683          calls are incorrect for them.  */
1684       ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = (hard_regno >= 0
1685                                 || ALLOCNO_MEM_OPTIMIZED_DEST_P (a)
1686                                 || (ALLOCNO_MEMORY_COST (a)
1687                                     - ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a)) < 0);
1688       ira_assert (hard_regno < 0
1689                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1690                                                   reg_class_contents
1691                                                   [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1692     }
1693 }
1694
1695 /* Evaluate overall allocation cost and the costs for using hard
1696    registers and memory for allocnos.  */
1697 static void
1698 calculate_allocation_cost (void)
1699 {
1700   int hard_regno, cost;
1701   ira_allocno_t a;
1702   ira_allocno_iterator ai;
1703
1704   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
1705   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1706     {
1707       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1708       ira_assert (hard_regno < 0
1709                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p
1710                        (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1711                         reg_class_contents[ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1712       if (hard_regno < 0)
1713         {
1714           cost = ALLOCNO_MEMORY_COST (a);
1715           ira_mem_cost += cost;
1716         }
1717       else if (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a) != NULL)
1718         {
1719           cost = (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a)
1720                   [ira_class_hard_reg_index
1721                    [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)][hard_regno]]);
1722           ira_reg_cost += cost;
1723         }
1724       else
1725         {
1726           cost = ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a);
1727           ira_reg_cost += cost;
1728         }
1729       ira_overall_cost += cost;
1730     }
1731
1732   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
1733     {
1734       fprintf (ira_dump_file,
1735                "+++Costs: overall %d, reg %d, mem %d, ld %d, st %d, move %d\n",
1736                ira_overall_cost, ira_reg_cost, ira_mem_cost,
1737                ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost);
1738       fprintf (ira_dump_file, "+++       move loops %d, new jumps %d\n",
1739                ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num);
1740     }
1741
1742 }
1743
1744 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1745 /* Check the correctness of the allocation.  We do need this because
1746    of complicated code to transform more one region internal
1747    representation into one region representation.  */
1748 static void
1749 check_allocation (void)
1750 {
1751   ira_allocno_t a, conflict_a;
1752   int hard_regno, conflict_hard_regno, nregs, conflict_nregs;
1753   ira_allocno_conflict_iterator aci;
1754   ira_allocno_iterator ai;
1755
1756   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1757     {
1758       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL
1759           || (hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a)) < 0)
1760         continue;
1761       nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][ALLOCNO_MODE (a)];
1762       FOR_EACH_ALLOCNO_CONFLICT (a, conflict_a, aci)
1763         if ((conflict_hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (conflict_a)) >= 0)
1764           {
1765             conflict_nregs
1766               = (hard_regno_nregs
1767                  [conflict_hard_regno][ALLOCNO_MODE (conflict_a)]);
1768             if ((conflict_hard_regno <= hard_regno
1769                  && hard_regno < conflict_hard_regno + conflict_nregs)
1770                 || (hard_regno <= conflict_hard_regno
1771                     && conflict_hard_regno < hard_regno + nregs))
1772               {
1773                 fprintf (stderr, "bad allocation for %d and %d\n",
1774                          ALLOCNO_REGNO (a), ALLOCNO_REGNO (conflict_a));
1775                 gcc_unreachable ();
1776               }
1777           }
1778     }
1779 }
1780 #endif
1781
1782 /* Fix values of array REG_EQUIV_INIT after live range splitting done
1783    by IRA.  */
1784 static void
1785 fix_reg_equiv_init (void)
1786 {
1787   int max_regno = max_reg_num ();
1788   int i, new_regno;
1789   rtx x, prev, next, insn, set;
1790
1791   if (reg_equiv_init_size < max_regno)
1792     {
1793       reg_equiv_init
1794         = (rtx *) ggc_realloc (reg_equiv_init, max_regno * sizeof (rtx));
1795       while (reg_equiv_init_size < max_regno)
1796         reg_equiv_init[reg_equiv_init_size++] = NULL_RTX;
1797       for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1798         for (prev = NULL_RTX, x = reg_equiv_init[i]; x != NULL_RTX; x = next)
1799           {
1800             next = XEXP (x, 1);
1801             insn = XEXP (x, 0);
1802             set = single_set (insn);
1803             ira_assert (set != NULL_RTX
1804                         && (REG_P (SET_DEST (set)) || REG_P (SET_SRC (set))));
1805             if (REG_P (SET_DEST (set))
1806                 && ((int) REGNO (SET_DEST (set)) == i
1807                     || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_DEST (set)) == i))
1808               new_regno = REGNO (SET_DEST (set));
1809             else if (REG_P (SET_SRC (set))
1810                      && ((int) REGNO (SET_SRC (set)) == i
1811                          || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_SRC (set)) == i))
1812               new_regno = REGNO (SET_SRC (set));
1813             else
1814               gcc_unreachable ();
1815             if (new_regno == i)
1816               prev = x;
1817             else
1818               {
1819                 if (prev == NULL_RTX)
1820                   reg_equiv_init[i] = next;
1821                 else
1822                   XEXP (prev, 1) = next;
1823                 XEXP (x, 1) = reg_equiv_init[new_regno];
1824                 reg_equiv_init[new_regno] = x;
1825               }
1826           }
1827     }
1828 }
1829
1830 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1831 /* Print redundant memory-memory copies.  */
1832 static void
1833 print_redundant_copies (void)
1834 {
1835   int hard_regno;
1836   ira_allocno_t a;
1837   ira_copy_t cp, next_cp;
1838   ira_allocno_iterator ai;
1839
1840   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1841     {
1842       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL)
1843         /* It is a cap. */
1844         continue;
1845       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1846       if (hard_regno >= 0)
1847         continue;
1848       for (cp = ALLOCNO_COPIES (a); cp != NULL; cp = next_cp)
1849         if (cp->first == a)
1850           next_cp = cp->next_first_allocno_copy;
1851         else
1852           {
1853             next_cp = cp->next_second_allocno_copy;
1854             if (internal_flag_ira_verbose > 4 && ira_dump_file != NULL
1855                 && cp->insn != NULL_RTX
1856                 && ALLOCNO_HARD_REGNO (cp->first) == hard_regno)
1857               fprintf (ira_dump_file,
1858                        "        Redundant move from %d(freq %d):%d\n",
1859                        INSN_UID (cp->insn), cp->freq, hard_regno);
1860           }
1861     }
1862 }
1863 #endif
1864
1865 /* Setup preferred and alternative classes for new pseudo-registers
1866    created by IRA starting with START.  */
1867 static void
1868 setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos (int start)
1869 {
1870   int i, old_regno;
1871   int max_regno = max_reg_num ();
1872
1873   for (i = start; i < max_regno; i++)
1874     {
1875       old_regno = ORIGINAL_REGNO (regno_reg_rtx[i]);
1876       ira_assert (i != old_regno);
1877       setup_reg_classes (i, reg_preferred_class (old_regno),
1878                          reg_alternate_class (old_regno),
1879                          reg_cover_class (old_regno));
1880       if (internal_flag_ira_verbose > 2 && ira_dump_file != NULL)
1881         fprintf (ira_dump_file,
1882                  "    New r%d: setting preferred %s, alternative %s\n",
1883                  i, reg_class_names[reg_preferred_class (old_regno)],
1884                  reg_class_names[reg_alternate_class (old_regno)]);
1885     }
1886 }
1887
1888 \f
1889
1890 /* Regional allocation can create new pseudo-registers.  This function
1891    expands some arrays for pseudo-registers.  */
1892 static void
1893 expand_reg_info (int old_size)
1894 {
1895   int i;
1896   int size = max_reg_num ();
1897
1898   resize_reg_info ();
1899   for (i = old_size; i < size; i++)
1900     setup_reg_classes (i, GENERAL_REGS, ALL_REGS, GENERAL_REGS);
1901 }
1902
1903 /* Return TRUE if there is too high register pressure in the function.
1904    It is used to decide when stack slot sharing is worth to do.  */
1905 static bool
1906 too_high_register_pressure_p (void)
1907 {
1908   int i;
1909   enum reg_class cover_class;
1910
1911   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1912     {
1913       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
1914       if (ira_loop_tree_root->reg_pressure[cover_class] > 10000)
1915         return true;
1916     }
1917   return false;
1918 }
1919
1920 \f
1921
1922 /* Indicate that hard register number FROM was eliminated and replaced with
1923    an offset from hard register number TO.  The status of hard registers live
1924    at the start of a basic block is updated by replacing a use of FROM with
1925    a use of TO.  */
1926
1927 void
1928 mark_elimination (int from, int to)
1929 {
1930   basic_block bb;
1931
1932   FOR_EACH_BB (bb)
1933     {
1934       /* We don't use LIVE info in IRA.  */
1935       bitmap r = DF_LR_IN (bb);
1936
1937       if (REGNO_REG_SET_P (r, from))
1938         {
1939           CLEAR_REGNO_REG_SET (r, from);
1940           SET_REGNO_REG_SET (r, to);
1941         }
1942     }
1943 }
1944
1945 \f
1946
1947 struct equivalence
1948 {
1949   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
1950      keep track of what memory accesses might be created later,
1951      e.g. by reload.  */
1952   rtx replacement;
1953   rtx *src_p;
1954   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
1955   rtx init_insns;
1956   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
1957      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
1958   int loop_depth;
1959   /* Nonzero if this had a preexisting REG_EQUIV note.  */
1960   int is_arg_equivalence;
1961   /* Set when an attempt should be made to replace a register
1962      with the associated src_p entry.  */
1963   char replace;
1964 };
1965
1966 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
1967    structure for that register.  */
1968 static struct equivalence *reg_equiv;
1969
1970 /* Used for communication between the following two functions: contains
1971    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
1972 static rtx equiv_mem;
1973
1974 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
1975 static int equiv_mem_modified;
1976
1977 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
1978    Called via note_stores.  */
1979 static void
1980 validate_equiv_mem_from_store (rtx dest, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED,
1981                                void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1982 {
1983   if ((REG_P (dest)
1984        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
1985       || (MEM_P (dest)
1986           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
1987     equiv_mem_modified = 1;
1988 }
1989
1990 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
1991    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
1992    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
1993    CALL_INSN.
1994
1995    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
1996 static int
1997 validate_equiv_mem (rtx start, rtx reg, rtx memref)
1998 {
1999   rtx insn;
2000   rtx note;
2001
2002   equiv_mem = memref;
2003   equiv_mem_modified = 0;
2004
2005   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
2006      valid equivalence.  */
2007   if (side_effects_p (memref))
2008     return 0;
2009
2010   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
2011     {
2012       if (! INSN_P (insn))
2013         continue;
2014
2015       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
2016         return 1;
2017
2018       if (CALL_P (insn) && ! MEM_READONLY_P (memref)
2019           && ! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2020         return 0;
2021
2022       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
2023
2024       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
2025          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
2026          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
2027          the trouble.  */
2028
2029       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2030         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
2031              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
2032             && REG_P (XEXP (note, 0))
2033             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
2034           return 0;
2035     }
2036
2037   return 0;
2038 }
2039
2040 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
2041 static int
2042 equiv_init_varies_p (rtx x)
2043 {
2044   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
2045   int i;
2046   const char *fmt;
2047
2048   switch (code)
2049     {
2050     case MEM:
2051       return !MEM_READONLY_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
2052
2053     case CONST:
2054     case CONST_INT:
2055     case CONST_DOUBLE:
2056     case CONST_FIXED:
2057     case CONST_VECTOR:
2058     case SYMBOL_REF:
2059     case LABEL_REF:
2060       return 0;
2061
2062     case REG:
2063       return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
2064
2065     case ASM_OPERANDS:
2066       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2067         return 1;
2068
2069       /* Fall through.  */
2070
2071     default:
2072       break;
2073     }
2074
2075   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2076   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2077     if (fmt[i] == 'e')
2078       {
2079         if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
2080           return 1;
2081       }
2082     else if (fmt[i] == 'E')
2083       {
2084         int j;
2085         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2086           if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
2087             return 1;
2088       }
2089
2090   return 0;
2091 }
2092
2093 /* Returns nonzero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
2094    X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
2095    which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
2096    or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
2097 static int
2098 equiv_init_movable_p (rtx x, int regno)
2099 {
2100   int i, j;
2101   const char *fmt;
2102   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2103
2104   switch (code)
2105     {
2106     case SET:
2107       return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
2108
2109     case CC0:
2110     case CLOBBER:
2111       return 0;
2112
2113     case PRE_INC:
2114     case PRE_DEC:
2115     case POST_INC:
2116     case POST_DEC:
2117     case PRE_MODIFY:
2118     case POST_MODIFY:
2119       return 0;
2120
2121     case REG:
2122       return (reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
2123               && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
2124              || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < NUM_FIXED_BLOCKS && ! rtx_varies_p (x, 0));
2125
2126     case UNSPEC_VOLATILE:
2127       return 0;
2128
2129     case ASM_OPERANDS:
2130       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2131         return 0;
2132
2133       /* Fall through.  */
2134
2135     default:
2136       break;
2137     }
2138
2139   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2140   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2141     switch (fmt[i])
2142       {
2143       case 'e':
2144         if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
2145           return 0;
2146         break;
2147       case 'E':
2148         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2149           if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
2150             return 0;
2151         break;
2152       }
2153
2154   return 1;
2155 }
2156
2157 /* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is true.  */
2158 static int
2159 contains_replace_regs (rtx x)
2160 {
2161   int i, j;
2162   const char *fmt;
2163   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2164
2165   switch (code)
2166     {
2167     case CONST_INT:
2168     case CONST:
2169     case LABEL_REF:
2170     case SYMBOL_REF:
2171     case CONST_DOUBLE:
2172     case CONST_FIXED:
2173     case CONST_VECTOR:
2174     case PC:
2175     case CC0:
2176     case HIGH:
2177       return 0;
2178
2179     case REG:
2180       return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
2181
2182     default:
2183       break;
2184     }
2185
2186   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2187   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2188     switch (fmt[i])
2189       {
2190       case 'e':
2191         if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
2192           return 1;
2193         break;
2194       case 'E':
2195         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2196           if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
2197             return 1;
2198         break;
2199       }
2200
2201   return 0;
2202 }
2203
2204 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
2205    to MEMREF.  */
2206 static int
2207 memref_referenced_p (rtx memref, rtx x)
2208 {
2209   int i, j;
2210   const char *fmt;
2211   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2212
2213   switch (code)
2214     {
2215     case CONST_INT:
2216     case CONST:
2217     case LABEL_REF:
2218     case SYMBOL_REF:
2219     case CONST_DOUBLE:
2220     case CONST_FIXED:
2221     case CONST_VECTOR:
2222     case PC:
2223     case CC0:
2224     case HIGH:
2225     case LO_SUM:
2226       return 0;
2227
2228     case REG:
2229       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
2230               && memref_referenced_p (memref,
2231                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
2232
2233     case MEM:
2234       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
2235         return 1;
2236       break;
2237
2238     case SET:
2239       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
2240          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
2241       if (MEM_P (SET_DEST (x)))
2242         {
2243           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
2244             return 1;
2245         }
2246       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
2247         return 1;
2248
2249       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
2250
2251     default:
2252       break;
2253     }
2254
2255   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2256   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2257     switch (fmt[i])
2258       {
2259       case 'e':
2260         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
2261           return 1;
2262         break;
2263       case 'E':
2264         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2265           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
2266             return 1;
2267         break;
2268       }
2269
2270   return 0;
2271 }
2272
2273 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
2274    that would be affected by a store to MEMREF.  */
2275 static int
2276 memref_used_between_p (rtx memref, rtx start, rtx end)
2277 {
2278   rtx insn;
2279
2280   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2281        insn = NEXT_INSN (insn))
2282     {
2283       if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2284         continue;
2285
2286       if (memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
2287         return 1;
2288
2289       /* Nonconst functions may access memory.  */
2290       if (CALL_P (insn) && (! RTL_CONST_CALL_P (insn)))
2291         return 1;
2292     }
2293
2294   return 0;
2295 }
2296
2297 /* Mark REG as having no known equivalence.
2298    Some instructions might have been processed before and furnished
2299    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
2300    removed.
2301    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
2302    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
2303    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
2304 static void
2305 no_equiv (rtx reg, const_rtx store ATTRIBUTE_UNUSED, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2306 {
2307   int regno;
2308   rtx list;
2309
2310   if (!REG_P (reg))
2311     return;
2312   regno = REGNO (reg);
2313   list = reg_equiv[regno].init_insns;
2314   if (list == const0_rtx)
2315     return;
2316   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
2317   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
2318   /* This doesn't matter for equivalences made for argument registers, we
2319      should keep their initialization insns.  */
2320   if (reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2321     return;
2322   reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2323   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
2324     {
2325       rtx insn = XEXP (list, 0);
2326       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
2327     }
2328 }
2329
2330 /* In DEBUG_INSN location adjust REGs from CLEARED_REGS bitmap to the
2331    equivalent replacement.  */
2332
2333 static rtx
2334 adjust_cleared_regs (rtx loc, const_rtx old_rtx ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
2335 {
2336   if (REG_P (loc))
2337     {
2338       bitmap cleared_regs = (bitmap) data;
2339       if (bitmap_bit_p (cleared_regs, REGNO (loc)))
2340         return simplify_replace_fn_rtx (*reg_equiv[REGNO (loc)].src_p,
2341                                         NULL_RTX, adjust_cleared_regs, data);
2342     }
2343   return NULL_RTX;
2344 }
2345
2346 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
2347 static int recorded_label_ref;
2348
2349 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
2350    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
2351    from a single constant).  Lower their priority for a register.
2352
2353    If such a register is only referenced once, try substituting its value
2354    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
2355    completely.
2356
2357    Initialize the REG_EQUIV_INIT array of initializing insns.
2358
2359    Return non-zero if jump label rebuilding should be done.  */
2360 static int
2361 update_equiv_regs (void)
2362 {
2363   rtx insn;
2364   basic_block bb;
2365   int loop_depth;
2366   bitmap cleared_regs;
2367
2368   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
2369      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
2370   recorded_label_ref = 0;
2371
2372   reg_equiv = XCNEWVEC (struct equivalence, max_regno);
2373   reg_equiv_init = GGC_CNEWVEC (rtx, max_regno);
2374   reg_equiv_init_size = max_regno;
2375
2376   init_alias_analysis ();
2377
2378   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
2379      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
2380      a register can be set below its use.  */
2381   FOR_EACH_BB (bb)
2382     {
2383       loop_depth = bb->loop_depth;
2384
2385       for (insn = BB_HEAD (bb);
2386            insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
2387            insn = NEXT_INSN (insn))
2388         {
2389           rtx note;
2390           rtx set;
2391           rtx dest, src;
2392           int regno;
2393
2394           if (! INSN_P (insn))
2395             continue;
2396
2397           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2398             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
2399               no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
2400
2401           set = single_set (insn);
2402
2403           /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
2404              only mark all destinations as having no known equivalence.  */
2405           if (set == 0)
2406             {
2407               note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
2408               continue;
2409             }
2410           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2411             {
2412               int i;
2413
2414               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2415                 {
2416                   rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2417                   if (part != set)
2418                     note_stores (part, no_equiv, NULL);
2419                 }
2420             }
2421
2422           dest = SET_DEST (set);
2423           src = SET_SRC (set);
2424
2425           /* See if this is setting up the equivalence between an argument
2426              register and its stack slot.  */
2427           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2428           if (note)
2429             {
2430               gcc_assert (REG_P (dest));
2431               regno = REGNO (dest);
2432
2433               /* Note that we don't want to clear reg_equiv_init even if there
2434                  are multiple sets of this register.  */
2435               reg_equiv[regno].is_arg_equivalence = 1;
2436
2437               /* Record for reload that this is an equivalencing insn.  */
2438               if (rtx_equal_p (src, XEXP (note, 0)))
2439                 reg_equiv_init[regno]
2440                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2441
2442               /* Continue normally in case this is a candidate for
2443                  replacements.  */
2444             }
2445
2446           if (!optimize)
2447             continue;
2448
2449           /* We only handle the case of a pseudo register being set
2450              once, or always to the same value.  */
2451           /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
2452              values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
2453              to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
2454              handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
2455              calculate_needs, but we traditionally work around this problem
2456              here by rejecting equivalences when the destination is in a register
2457              that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
2458              preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
2459              or use it.  */
2460
2461           if (!REG_P (dest)
2462               || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2463               || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
2464               || (CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (regno))
2465                   && MEM_P (src) && ! reg_equiv[regno].is_arg_equivalence))
2466             {
2467               /* This might be setting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
2468                  also set somewhere else to a constant.  */
2469               note_stores (set, no_equiv, NULL);
2470               continue;
2471             }
2472
2473           note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
2474
2475           /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
2476              REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
2477              there's no point creating it earlier than here.  */
2478           if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
2479             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2480
2481           /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
2482              since it represents a function call */
2483           if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
2484             note = NULL_RTX;
2485
2486           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) != 1
2487               && (! note
2488                   || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
2489                   || (reg_equiv[regno].replacement
2490                       && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
2491                                         reg_equiv[regno].replacement))))
2492             {
2493               no_equiv (dest, set, NULL);
2494               continue;
2495             }
2496           /* Record this insn as initializing this register.  */
2497           reg_equiv[regno].init_insns
2498             = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
2499
2500           /* If this register is known to be equal to a constant, record that
2501              it is always equivalent to the constant.  */
2502           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2503               && note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
2504             {
2505               rtx note_value = XEXP (note, 0);
2506               remove_note (insn, note);
2507               set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, note_value);
2508             }
2509
2510           /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
2511              of that register.  Record this insn if the register is only used once
2512              more and the equivalence value is the same as our source.
2513
2514              The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
2515              indication that it may be more efficient to actually emit the insn
2516              as written (if no registers are available, reload will substitute
2517              the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
2518              dying in this insn whose death notes would be missed.
2519
2520              If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
2521              a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
2522              MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
2523              note.  */
2524
2525           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2526
2527           if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2528               && MEM_P (SET_SRC (set))
2529               && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
2530             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, copy_rtx (SET_SRC (set)));
2531
2532           if (note)
2533             {
2534               int regno = REGNO (dest);
2535               rtx x = XEXP (note, 0);
2536
2537               /* If we haven't done so, record for reload that this is an
2538                  equivalencing insn.  */
2539               if (!reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2540                 reg_equiv_init[regno]
2541                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2542
2543               /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
2544                  We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
2545                  pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
2546                  indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
2547                  jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
2548               if (GET_CODE (x) == LABEL_REF
2549                   || (GET_CODE (x) == CONST
2550                       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
2551                       && (GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == LABEL_REF)))
2552                 recorded_label_ref = 1;
2553
2554               reg_equiv[regno].replacement = x;
2555               reg_equiv[regno].src_p = &SET_SRC (set);
2556               reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
2557
2558               /* Don't mess with things live during setjmp.  */
2559               if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
2560                 {
2561                   /* Note that the statement below does not affect the priority
2562                      in local-alloc!  */
2563                   REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
2564
2565                   /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
2566                      set once and used once, indicate that the reference may be
2567                      replaced by the equivalence we computed above.  Do this
2568                      even if the register is only used in one block so that
2569                      dependencies can be handled where the last register is
2570                      used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
2571                      and to reduce the number of registers alive across
2572                      calls.  */
2573
2574                   if (REG_N_REFS (regno) == 2
2575                       && (rtx_equal_p (x, src)
2576                           || ! equiv_init_varies_p (src))
2577                       && NONJUMP_INSN_P (insn)
2578                       && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
2579                     reg_equiv[regno].replace = 1;
2580                 }
2581             }
2582         }
2583     }
2584
2585   if (!optimize)
2586     goto out;
2587
2588   /* A second pass, to gather additional equivalences with memory.  This needs
2589      to be done after we know which registers we are going to replace.  */
2590
2591   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2592     {
2593       rtx set, src, dest;
2594       unsigned regno;
2595
2596       if (! INSN_P (insn))
2597         continue;
2598
2599       set = single_set (insn);
2600       if (! set)
2601         continue;
2602
2603       dest = SET_DEST (set);
2604       src = SET_SRC (set);
2605
2606       /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
2607          in a single basic block, see if the register is always equivalent
2608          to that memory location and if moving the store from INSN to the
2609          insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
2610          initializing insn.
2611
2612          Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
2613          REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
2614
2615          If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
2616          then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
2617          optimization may move the set of this register immediately before
2618          insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
2619          the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
2620          pseudo.  */
2621
2622       if (MEM_P (dest) && REG_P (src)
2623           && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2624           && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2625           && DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2626           && reg_equiv[regno].init_insns != 0
2627           && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
2628           && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
2629                               REG_EQUIV, NULL_RTX)
2630           && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
2631         {
2632           rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2633           if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
2634               && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn)
2635               /* Attaching a REG_EQUIV note will fail if INIT_INSN has
2636                  multiple sets.  */
2637               && set_unique_reg_note (init_insn, REG_EQUIV, copy_rtx (dest)))
2638             {
2639               /* This insn makes the equivalence, not the one initializing
2640                  the register.  */
2641               reg_equiv_init[regno]
2642                 = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, NULL_RTX);
2643               df_notes_rescan (init_insn);
2644             }
2645         }
2646     }
2647
2648   cleared_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2649   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
2650      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
2651      reference with the equivalent form.  If we can, delete the
2652      initializing reference and this register will go away.  If we
2653      can't replace the reference, and the initializing reference is
2654      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
2655      initialization just before the use, so that they are in the same
2656      basic block.  */
2657   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2658     {
2659       loop_depth = bb->loop_depth;
2660       for (insn = BB_END (bb);
2661            insn != PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
2662            insn = PREV_INSN (insn))
2663         {
2664           rtx link;
2665
2666           if (! INSN_P (insn))
2667             continue;
2668
2669           /* Don't substitute into a non-local goto, this confuses CFG.  */
2670           if (JUMP_P (insn)
2671               && find_reg_note (insn, REG_NON_LOCAL_GOTO, NULL_RTX))
2672             continue;
2673
2674           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
2675             {
2676               if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
2677                   /* Make sure this insn still refers to the register.  */
2678                   && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
2679                 {
2680                   int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
2681                   rtx equiv_insn;
2682
2683                   if (! reg_equiv[regno].replace
2684                       || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth)
2685                     continue;
2686
2687                   /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
2688                      REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
2689                      once and used once.  (If it were only set, but not used,
2690                      flow would have deleted the setting insns.)  Hence
2691                      there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
2692                   gcc_assert (reg_equiv[regno].init_insns
2693                               && !XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1));
2694                   equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2695
2696                   /* We may not move instructions that can throw, since
2697                      that changes basic block boundaries and we are not
2698                      prepared to adjust the CFG to match.  */
2699                   if (can_throw_internal (equiv_insn))
2700                     continue;
2701
2702                   if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
2703                       && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
2704                                                *(reg_equiv[regno].src_p), insn))
2705                     {
2706                       rtx equiv_link;
2707                       rtx last_link;
2708                       rtx note;
2709
2710                       /* Find the last note.  */
2711                       for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
2712                            last_link = XEXP (last_link, 1))
2713                         ;
2714
2715                       /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
2716                       equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
2717                       while (equiv_link)
2718                         {
2719                           note = equiv_link;
2720                           equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
2721                           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
2722                             {
2723                               remove_note (equiv_insn, note);
2724                               XEXP (last_link, 1) = note;
2725                               XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
2726                               last_link = note;
2727                             }
2728                         }
2729
2730                       remove_death (regno, insn);
2731                       SET_REG_N_REFS (regno, 0);
2732                       REG_FREQ (regno) = 0;
2733                       delete_insn (equiv_insn);
2734
2735                       reg_equiv[regno].init_insns
2736                         = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
2737
2738                       reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2739                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2740                     }
2741                   /* Move the initialization of the register to just before
2742                      INSN.  Update the flow information.  */
2743                   else if (prev_nondebug_insn (insn) != equiv_insn)
2744                     {
2745                       rtx new_insn;
2746
2747                       new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
2748                       REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
2749                       REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
2750                       /* Rescan it to process the notes.  */
2751                       df_insn_rescan (new_insn);
2752
2753                       /* Make sure this insn is recognized before
2754                          reload begins, otherwise
2755                          eliminate_regs_in_insn will die.  */
2756                       INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
2757
2758                       delete_insn (equiv_insn);
2759
2760                       XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
2761
2762                       REG_BASIC_BLOCK (regno) = bb->index;
2763                       REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2764                       REG_FREQ_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2765                       REG_N_THROWING_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2766                       REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
2767
2768                       if (insn == BB_HEAD (bb))
2769                         BB_HEAD (bb) = PREV_INSN (insn);
2770
2771                       reg_equiv_init[regno]
2772                         = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, new_insn, NULL_RTX);
2773                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2774                     }
2775                 }
2776             }
2777         }
2778     }
2779
2780   if (!bitmap_empty_p (cleared_regs))
2781     {
2782       FOR_EACH_BB (bb)
2783         {
2784           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_IN (bb), cleared_regs);
2785           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_OUT (bb), cleared_regs);
2786           bitmap_and_compl_into (DF_LR_IN (bb), cleared_regs);
2787           bitmap_and_compl_into (DF_LR_OUT (bb), cleared_regs);
2788         }
2789
2790       /* Last pass - adjust debug insns referencing cleared regs.  */
2791       if (MAY_HAVE_DEBUG_INSNS)
2792         for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2793           if (DEBUG_INSN_P (insn))
2794             {
2795               rtx old_loc = INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn);
2796               INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn)
2797                 = simplify_replace_fn_rtx (old_loc, NULL_RTX,
2798                                            adjust_cleared_regs,
2799                                            (void *) cleared_regs);
2800               if (old_loc != INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn))
2801                 df_insn_rescan (insn);
2802             }
2803     }
2804
2805   BITMAP_FREE (cleared_regs);
2806
2807   out:
2808   /* Clean up.  */
2809
2810   end_alias_analysis ();
2811   free (reg_equiv);
2812   return recorded_label_ref;
2813 }
2814
2815 \f
2816
2817 /* Print chain C to FILE.  */
2818 static void
2819 print_insn_chain (FILE *file, struct insn_chain *c)
2820 {
2821   fprintf (file, "insn=%d, ", INSN_UID(c->insn));
2822   bitmap_print (file, &c->live_throughout, "live_throughout: ", ", ");
2823   bitmap_print (file, &c->dead_or_set, "dead_or_set: ", "\n");
2824 }
2825
2826
2827 /* Print all reload_insn_chains to FILE.  */
2828 static void
2829 print_insn_chains (FILE *file)
2830 {
2831   struct insn_chain *c;
2832   for (c = reload_insn_chain; c ; c = c->next)
2833     print_insn_chain (file, c);
2834 }
2835
2836 /* Return true if pseudo REGNO should be added to set live_throughout
2837    or dead_or_set of the insn chains for reload consideration.  */
2838 static bool
2839 pseudo_for_reload_consideration_p (int regno)
2840 {
2841   /* Consider spilled pseudos too for IRA because they still have a
2842      chance to get hard-registers in the reload when IRA is used.  */
2843   return (reg_renumber[regno] >= 0
2844           || (ira_conflicts_p && flag_ira_share_spill_slots));
2845 }
2846
2847 /* Init LIVE_SUBREGS[ALLOCNUM] and LIVE_SUBREGS_USED[ALLOCNUM] using
2848    REG to the number of nregs, and INIT_VALUE to get the
2849    initialization.  ALLOCNUM need not be the regno of REG.  */
2850 static void
2851 init_live_subregs (bool init_value, sbitmap *live_subregs,
2852                    int *live_subregs_used, int allocnum, rtx reg)
2853 {
2854   unsigned int regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
2855   int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (regno_reg_rtx[regno]));
2856
2857   gcc_assert (size > 0);
2858
2859   /* Been there, done that.  */
2860   if (live_subregs_used[allocnum])
2861     return;
2862
2863   /* Create a new one with zeros.  */
2864   if (live_subregs[allocnum] == NULL)
2865     live_subregs[allocnum] = sbitmap_alloc (size);
2866
2867   /* If the entire reg was live before blasting into subregs, we need
2868      to init all of the subregs to ones else init to 0.  */
2869   if (init_value)
2870     sbitmap_ones (live_subregs[allocnum]);
2871   else
2872     sbitmap_zero (live_subregs[allocnum]);
2873
2874   /* Set the number of bits that we really want.  */
2875   live_subregs_used[allocnum] = size;
2876 }
2877
2878 /* Walk the insns of the current function and build reload_insn_chain,
2879    and record register life information.  */
2880 static void
2881 build_insn_chain (void)
2882 {
2883   unsigned int i;
2884   struct insn_chain **p = &reload_insn_chain;
2885   basic_block bb;
2886   struct insn_chain *c = NULL;
2887   struct insn_chain *next = NULL;
2888   bitmap live_relevant_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2889   bitmap elim_regset = BITMAP_ALLOC (NULL);
2890   /* live_subregs is a vector used to keep accurate information about
2891      which hardregs are live in multiword pseudos.  live_subregs and
2892      live_subregs_used are indexed by pseudo number.  The live_subreg
2893      entry for a particular pseudo is only used if the corresponding
2894      element is non zero in live_subregs_used.  The value in
2895      live_subregs_used is number of bytes that the pseudo can
2896      occupy.  */
2897   sbitmap *live_subregs = XCNEWVEC (sbitmap, max_regno);
2898   int *live_subregs_used = XNEWVEC (int, max_regno);
2899
2900   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2901     if (TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, i))
2902       bitmap_set_bit (elim_regset, i);
2903   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2904     {
2905       bitmap_iterator bi;
2906       rtx insn;
2907
2908       CLEAR_REG_SET (live_relevant_regs);
2909       memset (live_subregs_used, 0, max_regno * sizeof (int));
2910
2911       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb), 0, i, bi)
2912         {
2913           if (i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2914             break;
2915           bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2916         }
2917
2918       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb),
2919                                 FIRST_PSEUDO_REGISTER, i, bi)
2920         {
2921           if (pseudo_for_reload_consideration_p (i))
2922             bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2923         }
2924
2925       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
2926         {
2927           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
2928             {
2929               unsigned int uid = INSN_UID (insn);
2930               df_ref *def_rec;
2931               df_ref *use_rec;
2932
2933               c = new_insn_chain ();
2934               c->next = next;
2935               next = c;
2936               *p = c;
2937               p = &c->prev;
2938
2939               c->insn = insn;
2940               c->block = bb->index;
2941
2942               if (INSN_P (insn))
2943                 for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
2944                   {
2945                     df_ref def = *def_rec;
2946                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (def);
2947
2948                     /* Ignore may clobbers because these are generated
2949                        from calls. However, every other kind of def is
2950                        added to dead_or_set.  */
2951                     if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_MAY_CLOBBER))
2952                       {
2953                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2954                           {
2955                             if (!fixed_regs[regno])
2956                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2957                           }
2958                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2959                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2960                       }
2961
2962                     if ((regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2963                          || reg_renumber[regno] >= 0
2964                          || ira_conflicts_p)
2965                         && (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_CONDITIONAL)))
2966                       {
2967                         rtx reg = DF_REF_REG (def);
2968
2969                         /* We can model subregs, but not if they are
2970                            wrapped in ZERO_EXTRACTS.  */
2971                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
2972                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_ZERO_EXTRACT))
2973                           {
2974                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
2975                             unsigned int last = start
2976                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
2977
2978                             init_live_subregs
2979                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
2980                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
2981
2982                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET
2983                                 (def, DF_REF_STRICT_LOW_PART))
2984                               {
2985                                 /* Expand the range to cover entire words.
2986                                    Bytes added here are "don't care".  */
2987                                 start
2988                                   = start / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD;
2989                                 last = ((last + UNITS_PER_WORD - 1)
2990                                         / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD);
2991                               }
2992
2993                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
2994                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
2995                               last = live_subregs_used[regno];
2996
2997                             while (start < last)
2998                               {
2999                                 RESET_BIT (live_subregs[regno], start);
3000                                 start++;
3001                               }
3002
3003                             if (sbitmap_empty_p (live_subregs[regno]))
3004                               {
3005                                 live_subregs_used[regno] = 0;
3006                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
3007                               }
3008                             else
3009                               /* Set live_relevant_regs here because
3010                                  that bit has to be true to get us to
3011                                  look at the live_subregs fields.  */
3012                               bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
3013                           }
3014                         else
3015                           {
3016                             /* DF_REF_PARTIAL is generated for
3017                                subregs, STRICT_LOW_PART, and
3018                                ZERO_EXTRACT.  We handle the subreg
3019                                case above so here we have to keep from
3020                                modeling the def as a killing def.  */
3021                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_PARTIAL))
3022                               {
3023                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
3024                                 live_subregs_used[regno] = 0;
3025                               }
3026                           }
3027                       }
3028                   }
3029
3030               bitmap_and_compl_into (live_relevant_regs, elim_regset);
3031               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
3032
3033               if (INSN_P (insn))
3034                 for (use_rec = DF_INSN_UID_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
3035                   {
3036                     df_ref use = *use_rec;
3037                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (use);
3038                     rtx reg = DF_REF_REG (use);
3039
3040                     /* DF_REF_READ_WRITE on a use means that this use
3041                        is fabricated from a def that is a partial set
3042                        to a multiword reg.  Here, we only model the
3043                        subreg case that is not wrapped in ZERO_EXTRACT
3044                        precisely so we do not need to look at the
3045                        fabricated use. */
3046                     if (DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_READ_WRITE)
3047                         && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_ZERO_EXTRACT)
3048                         && DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_SUBREG))
3049                       continue;
3050
3051                     /* Add the last use of each var to dead_or_set.  */
3052                     if (!bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno))
3053                       {
3054                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3055                           {
3056                             if (!fixed_regs[regno])
3057                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3058                           }
3059                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
3060                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3061                       }
3062
3063                     if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
3064                         || pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
3065                       {
3066                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
3067                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use,
3068                                                      DF_REF_SIGN_EXTRACT
3069                                                      | DF_REF_ZERO_EXTRACT))
3070                           {
3071                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
3072                             unsigned int last = start
3073                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
3074
3075                             init_live_subregs
3076                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
3077                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
3078
3079                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
3080                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
3081                               last = live_subregs_used[regno];
3082
3083                             while (start < last)
3084                               {
3085                                 SET_BIT (live_subregs[regno], start);
3086                                 start++;
3087                               }
3088                           }
3089                         else
3090                           /* Resetting the live_subregs_used is
3091                              effectively saying do not use the subregs
3092                              because we are reading the whole
3093                              pseudo.  */
3094                           live_subregs_used[regno] = 0;
3095                         bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
3096                       }
3097                   }
3098             }
3099         }
3100
3101       /* FIXME!! The following code is a disaster.  Reload needs to see the
3102          labels and jump tables that are just hanging out in between
3103          the basic blocks.  See pr33676.  */
3104       insn = BB_HEAD (bb);
3105
3106       /* Skip over the barriers and cruft.  */
3107       while (insn && (BARRIER_P (insn) || NOTE_P (insn)
3108                       || BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb))
3109         insn = PREV_INSN (insn);
3110
3111       /* While we add anything except barriers and notes, the focus is
3112          to get the labels and jump tables into the
3113          reload_insn_chain.  */
3114       while (insn)
3115         {
3116           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
3117             {
3118               if (BLOCK_FOR_INSN (insn))
3119                 break;
3120
3121               c = new_insn_chain ();
3122               c->next = next;
3123               next = c;
3124               *p = c;
3125               p = &c->prev;
3126
3127               /* The block makes no sense here, but it is what the old
3128                  code did.  */
3129               c->block = bb->index;
3130               c->insn = insn;
3131               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
3132             }
3133           insn = PREV_INSN (insn);
3134         }
3135     }
3136
3137   for (i = 0; i < (unsigned int) max_regno; i++)
3138     if (live_subregs[i])
3139       free (live_subregs[i]);
3140
3141   reload_insn_chain = c;
3142   *p = NULL;
3143
3144   free (live_subregs);
3145   free (live_subregs_used);
3146   BITMAP_FREE (live_relevant_regs);
3147   BITMAP_FREE (elim_regset);
3148
3149   if (dump_file)
3150     print_insn_chains (dump_file);
3151 }
3152 \f
3153 /* Allocate memory for reg_equiv_memory_loc.  */
3154 static void
3155 init_reg_equiv_memory_loc (void)
3156 {
3157   max_regno = max_reg_num ();
3158
3159   /* And the reg_equiv_memory_loc array.  */
3160   VEC_safe_grow (rtx, gc, reg_equiv_memory_loc_vec, max_regno);
3161   memset (VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec), 0,
3162           sizeof (rtx) * max_regno);
3163   reg_equiv_memory_loc = VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec);
3164 }
3165
3166 /* All natural loops.  */
3167 struct loops ira_loops;
3168
3169 /* True if we have allocno conflicts.  It is false for non-optimized
3170    mode or when the conflict table is too big.  */
3171 bool ira_conflicts_p;
3172
3173 /* This is the main entry of IRA.  */
3174 static void
3175 ira (FILE *f)
3176 {
3177   int overall_cost_before, allocated_reg_info_size;
3178   bool loops_p;
3179   int max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit;
3180   int rebuild_p;
3181   int saved_flag_ira_share_spill_slots;
3182   basic_block bb;
3183
3184   timevar_push (TV_IRA);
3185
3186   if (flag_caller_saves)
3187     init_caller_save ();
3188
3189   if (flag_ira_verbose < 10)
3190     {
3191       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose;
3192       ira_dump_file = f;
3193     }
3194   else
3195     {
3196       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose - 10;
3197       ira_dump_file = stderr;
3198     }
3199
3200   ira_conflicts_p = optimize > 0;
3201   setup_prohibited_mode_move_regs ();
3202
3203   df_note_add_problem ();
3204
3205   if (optimize == 1)
3206     {
3207       df_live_add_problem ();
3208       df_live_set_all_dirty ();
3209     }
3210 #ifdef ENABLE_CHECKING
3211   df->changeable_flags |= DF_VERIFY_SCHEDULED;
3212 #endif
3213   df_analyze ();
3214   df_clear_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3215   regstat_init_n_sets_and_refs ();
3216   regstat_compute_ri ();
3217
3218   /* If we are not optimizing, then this is the only place before
3219      register allocation where dataflow is done.  And that is needed
3220      to generate these warnings.  */
3221   if (warn_clobbered)
3222     generate_setjmp_warnings ();
3223
3224   /* Determine if the current function is a leaf before running IRA
3225      since this can impact optimizations done by the prologue and
3226      epilogue thus changing register elimination offsets.  */
3227   current_function_is_leaf = leaf_function_p ();
3228
3229   if (resize_reg_info () && flag_ira_loop_pressure)
3230     ira_set_pseudo_classes (ira_dump_file);
3231
3232   rebuild_p = update_equiv_regs ();
3233
3234 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3235   gcc_obstack_init (&ira_obstack);
3236 #endif
3237   bitmap_obstack_initialize (&ira_bitmap_obstack);
3238   if (optimize)
3239     {
3240       max_regno = max_reg_num ();
3241       ira_reg_equiv_len = max_regno;
3242       ira_reg_equiv_invariant_p
3243         = (bool *) ira_allocate (max_regno * sizeof (bool));
3244       memset (ira_reg_equiv_invariant_p, 0, max_regno * sizeof (bool));
3245       ira_reg_equiv_const = (rtx *) ira_allocate (max_regno * sizeof (rtx));
3246       memset (ira_reg_equiv_const, 0, max_regno * sizeof (rtx));
3247       find_reg_equiv_invariant_const ();
3248       if (rebuild_p)
3249         {
3250           timevar_push (TV_JUMP);
3251           rebuild_jump_labels (get_insns ());
3252           purge_all_dead_edges ();
3253           timevar_pop (TV_JUMP);
3254         }
3255     }
3256
3257   max_regno_before_ira = allocated_reg_info_size = max_reg_num ();
3258   ira_setup_eliminable_regset ();
3259
3260   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
3261   ira_load_cost = ira_store_cost = ira_shuffle_cost = 0;
3262   ira_move_loops_num = ira_additional_jumps_num = 0;
3263
3264   ira_assert (current_loops == NULL);
3265   flow_loops_find (&ira_loops);
3266   record_loop_exits ();
3267   current_loops = &ira_loops;
3268
3269   init_reg_equiv_memory_loc ();
3270
3271   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3272     fprintf (ira_dump_file, "Building IRA IR\n");
3273   loops_p = ira_build (optimize
3274                        && (flag_ira_region == IRA_REGION_ALL
3275                            || flag_ira_region == IRA_REGION_MIXED));
3276
3277   ira_assert (ira_conflicts_p || !loops_p);
3278
3279   saved_flag_ira_share_spill_slots = flag_ira_share_spill_slots;
3280   if (too_high_register_pressure_p ())
3281     /* It is just wasting compiler's time to pack spilled pseudos into
3282        stack slots in this case -- prohibit it.  */
3283     flag_ira_share_spill_slots = FALSE;
3284
3285   ira_color ();
3286
3287   ira_max_point_before_emit = ira_max_point;
3288
3289   ira_emit (loops_p);
3290
3291   if (ira_conflicts_p)
3292     {
3293       max_regno = max_reg_num ();
3294
3295       if (! loops_p)
3296         ira_initiate_assign ();
3297       else
3298         {
3299           expand_reg_info (allocated_reg_info_size);
3300           setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos
3301             (allocated_reg_info_size);
3302           allocated_reg_info_size = max_regno;
3303
3304           if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3305             fprintf (ira_dump_file, "Flattening IR\n");
3306           ira_flattening (max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit);
3307           /* New insns were generated: add notes and recalculate live
3308              info.  */
3309           df_analyze ();
3310
3311           flow_loops_find (&ira_loops);
3312           record_loop_exits ();
3313           current_loops = &ira_loops;
3314
3315           setup_allocno_assignment_flags ();
3316           ira_initiate_assign ();
3317           ira_reassign_conflict_allocnos (max_regno);
3318         }
3319     }
3320
3321   setup_reg_renumber ();
3322
3323   calculate_allocation_cost ();
3324
3325 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3326   if (ira_conflicts_p)
3327     check_allocation ();
3328 #endif
3329
3330   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
3331
3332   init_reg_equiv_memory_loc ();
3333
3334   if (max_regno != max_regno_before_ira)
3335     {
3336       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3337       regstat_free_ri ();
3338       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3339       regstat_compute_ri ();
3340     }
3341
3342   allocate_initial_values (reg_equiv_memory_loc);
3343
3344   overall_cost_before = ira_overall_cost;
3345   if (ira_conflicts_p)
3346     {
3347       fix_reg_equiv_init ();
3348
3349 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3350       print_redundant_copies ();
3351 #endif
3352
3353       ira_spilled_reg_stack_slots_num = 0;
3354       ira_spilled_reg_stack_slots
3355         = ((struct ira_spilled_reg_stack_slot *)
3356            ira_allocate (max_regno
3357                          * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot)));
3358       memset (ira_spilled_reg_stack_slots, 0,
3359               max_regno * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot));
3360     }
3361
3362   timevar_pop (TV_IRA);
3363
3364   timevar_push (TV_RELOAD);
3365   df_set_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3366   build_insn_chain ();
3367
3368   reload_completed = !reload (get_insns (), ira_conflicts_p);
3369
3370   finish_subregs_of_mode ();
3371
3372   timevar_pop (TV_RELOAD);
3373
3374   timevar_push (TV_IRA);
3375
3376   if (ira_conflicts_p)
3377     {
3378       ira_free (ira_spilled_reg_stack_slots);
3379
3380       ira_finish_assign ();
3381
3382     }
3383   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL
3384       && overall_cost_before != ira_overall_cost)
3385     fprintf (ira_dump_file, "+++Overall after reload %d\n", ira_overall_cost);
3386   ira_destroy ();
3387
3388   flag_ira_share_spill_slots = saved_flag_ira_share_spill_slots;
3389
3390   flow_loops_free (&ira_loops);
3391   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3392   FOR_ALL_BB (bb)
3393     bb->loop_father = NULL;
3394   current_loops = NULL;
3395
3396   regstat_free_ri ();
3397   regstat_free_n_sets_and_refs ();
3398
3399   if (optimize)
3400     {
3401       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
3402
3403       ira_free (ira_reg_equiv_invariant_p);
3404       ira_free (ira_reg_equiv_const);
3405     }
3406
3407   bitmap_obstack_release (&ira_bitmap_obstack);
3408 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3409   obstack_free (&ira_obstack, NULL);
3410 #endif
3411
3412   /* The code after the reload has changed so much that at this point
3413      we might as well just rescan everything.  Not that
3414      df_rescan_all_insns is not going to help here because it does not
3415      touch the artificial uses and defs.  */
3416   df_finish_pass (true);
3417   if (optimize > 1)
3418     df_live_add_problem ();
3419   df_scan_alloc (NULL);
3420   df_scan_blocks ();
3421
3422   if (optimize)
3423     df_analyze ();
3424
3425   timevar_pop (TV_IRA);
3426 }
3427
3428 \f
3429
3430 static bool
3431 gate_ira (void)
3432 {
3433   return true;
3434 }
3435
3436 /* Run the integrated register allocator.  */
3437 static unsigned int
3438 rest_of_handle_ira (void)
3439 {
3440   ira (dump_file);
3441   return 0;
3442 }
3443
3444 struct rtl_opt_pass pass_ira =
3445 {
3446  {
3447   RTL_PASS,
3448   "ira",                                /* name */
3449   gate_ira,                             /* gate */
3450   rest_of_handle_ira,                   /* execute */
3451   NULL,                                 /* sub */
3452   NULL,                                 /* next */
3453   0,                                    /* static_pass_number */
3454   TV_NONE,                              /* tv_id */
3455   0,                                    /* properties_required */
3456   0,                                    /* properties_provided */
3457   0,                                    /* properties_destroyed */
3458   0,                                    /* todo_flags_start */
3459   TODO_dump_func |
3460   TODO_ggc_collect                      /* todo_flags_finish */
3461  }
3462 };