OSDN Git Service

7cee3f5e4569cb8673715b155f61051ea6ef2757
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / local-alloc.c
1 /* Allocate registers within a basic block, for GNU compiler.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1991, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998,
3    1999, 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
20 02111-1307, USA.  */
21
22 /* Allocation of hard register numbers to pseudo registers is done in
23    two passes.  In this pass we consider only regs that are born and
24    die once within one basic block.  We do this one basic block at a
25    time.  Then the next pass allocates the registers that remain.
26    Two passes are used because this pass uses methods that work only
27    on linear code, but that do a better job than the general methods
28    used in global_alloc, and more quickly too.
29
30    The assignments made are recorded in the vector reg_renumber
31    whose space is allocated here.  The rtl code itself is not altered.
32
33    We assign each instruction in the basic block a number
34    which is its order from the beginning of the block.
35    Then we can represent the lifetime of a pseudo register with
36    a pair of numbers, and check for conflicts easily.
37    We can record the availability of hard registers with a
38    HARD_REG_SET for each instruction.  The HARD_REG_SET
39    contains 0 or 1 for each hard reg.
40
41    To avoid register shuffling, we tie registers together when one
42    dies by being copied into another, or dies in an instruction that
43    does arithmetic to produce another.  The tied registers are
44    allocated as one.  Registers with different reg class preferences
45    can never be tied unless the class preferred by one is a subclass
46    of the one preferred by the other.
47
48    Tying is represented with "quantity numbers".
49    A non-tied register is given a new quantity number.
50    Tied registers have the same quantity number.
51
52    We have provision to exempt registers, even when they are contained
53    within the block, that can be tied to others that are not contained in it.
54    This is so that global_alloc could process them both and tie them then.
55    But this is currently disabled since tying in global_alloc is not
56    yet implemented.  */
57
58 /* Pseudos allocated here can be reallocated by global.c if the hard register
59    is used as a spill register.  Currently we don't allocate such pseudos
60    here if their preferred class is likely to be used by spills.  */
61
62 #include "config.h"
63 #include "system.h"
64 #include "rtl.h"
65 #include "tm_p.h"
66 #include "flags.h"
67 #include "hard-reg-set.h"
68 #include "basic-block.h"
69 #include "regs.h"
70 #include "function.h"
71 #include "insn-config.h"
72 #include "insn-attr.h"
73 #include "recog.h"
74 #include "output.h"
75 #include "toplev.h"
76 #include "except.h"
77 \f
78 /* Next quantity number available for allocation.  */
79
80 static int next_qty;
81
82 /* Information we maitain about each quantity.  */
83 struct qty
84 {
85   /* The number of refs to quantity Q.  */
86
87   int n_refs;
88
89   /* The frequency of uses of quantity Q.  */
90
91   int freq;
92
93   /* Insn number (counting from head of basic block)
94      where quantity Q was born.  -1 if birth has not been recorded.  */
95
96   int birth;
97
98   /* Insn number (counting from head of basic block)
99      where given quantity died.  Due to the way tying is done,
100      and the fact that we consider in this pass only regs that die but once,
101      a quantity can die only once.  Each quantity's life span
102      is a set of consecutive insns.  -1 if death has not been recorded.  */
103
104   int death;
105
106   /* Number of words needed to hold the data in given quantity.
107      This depends on its machine mode.  It is used for these purposes:
108      1. It is used in computing the relative importances of qtys,
109         which determines the order in which we look for regs for them.
110      2. It is used in rules that prevent tying several registers of
111         different sizes in a way that is geometrically impossible
112         (see combine_regs).  */
113
114   int size;
115
116   /* Number of times a reg tied to given qty lives across a CALL_INSN.  */
117
118   int n_calls_crossed;
119
120   /* The register number of one pseudo register whose reg_qty value is Q.
121      This register should be the head of the chain
122      maintained in reg_next_in_qty.  */
123
124   int first_reg;
125
126   /* Reg class contained in (smaller than) the preferred classes of all
127      the pseudo regs that are tied in given quantity.
128      This is the preferred class for allocating that quantity.  */
129
130   enum reg_class min_class;
131
132   /* Register class within which we allocate given qty if we can't get
133      its preferred class.  */
134
135   enum reg_class alternate_class;
136
137   /* This holds the mode of the registers that are tied to given qty,
138      or VOIDmode if registers with differing modes are tied together.  */
139
140   enum machine_mode mode;
141
142   /* the hard reg number chosen for given quantity,
143      or -1 if none was found.  */
144
145   short phys_reg;
146
147   /* Nonzero if this quantity has been used in a SUBREG in some
148      way that is illegal.  */
149
150   char changes_mode;
151
152 };
153
154 static struct qty *qty;
155
156 /* These fields are kept separately to speedup their clearing.  */
157
158 /* We maintain two hard register sets that indicate suggested hard registers
159    for each quantity.  The first, phys_copy_sugg, contains hard registers
160    that are tied to the quantity by a simple copy.  The second contains all
161    hard registers that are tied to the quantity via an arithmetic operation.
162
163    The former register set is given priority for allocation.  This tends to
164    eliminate copy insns.  */
165
166 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
167    copy insns.  */
168
169 static HARD_REG_SET *qty_phys_copy_sugg;
170
171 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
172    arithmetic insns.  */
173
174 static HARD_REG_SET *qty_phys_sugg;
175
176 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_copy_sugg.  */
177
178 static short *qty_phys_num_copy_sugg;
179
180 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_sugg.  */
181
182 static short *qty_phys_num_sugg;
183
184 /* If (REG N) has been assigned a quantity number, is a register number
185    of another register assigned the same quantity number, or -1 for the
186    end of the chain.  qty->first_reg point to the head of this chain.  */
187
188 static int *reg_next_in_qty;
189
190 /* reg_qty[N] (where N is a pseudo reg number) is the qty number of that reg
191    if it is >= 0,
192    of -1 if this register cannot be allocated by local-alloc,
193    or -2 if not known yet.
194
195    Note that if we see a use or death of pseudo register N with
196    reg_qty[N] == -2, register N must be local to the current block.  If
197    it were used in more than one block, we would have reg_qty[N] == -1.
198    This relies on the fact that if reg_basic_block[N] is >= 0, register N
199    will not appear in any other block.  We save a considerable number of
200    tests by exploiting this.
201
202    If N is < FIRST_PSEUDO_REGISTER, reg_qty[N] is undefined and should not
203    be referenced.  */
204
205 static int *reg_qty;
206
207 /* The offset (in words) of register N within its quantity.
208    This can be nonzero if register N is SImode, and has been tied
209    to a subreg of a DImode register.  */
210
211 static char *reg_offset;
212
213 /* Vector of substitutions of register numbers,
214    used to map pseudo regs into hardware regs.
215    This is set up as a result of register allocation.
216    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
217    or is -1 if no hard reg was assigned.
218    If N is a hard reg number, element N is N.  */
219
220 short *reg_renumber;
221
222 /* Set of hard registers live at the current point in the scan
223    of the instructions in a basic block.  */
224
225 static HARD_REG_SET regs_live;
226
227 /* Each set of hard registers indicates registers live at a particular
228    point in the basic block.  For N even, regs_live_at[N] says which
229    hard registers are needed *after* insn N/2 (i.e., they may not
230    conflict with the outputs of insn N/2 or the inputs of insn N/2 + 1.
231
232    If an object is to conflict with the inputs of insn J but not the
233    outputs of insn J + 1, we say it is born at index J*2 - 1.  Similarly,
234    if it is to conflict with the outputs of insn J but not the inputs of
235    insn J + 1, it is said to die at index J*2 + 1.  */
236
237 static HARD_REG_SET *regs_live_at;
238
239 /* Communicate local vars `insn_number' and `insn'
240    from `block_alloc' to `reg_is_set', `wipe_dead_reg', and `alloc_qty'.  */
241 static int this_insn_number;
242 static rtx this_insn;
243
244 struct equivalence
245 {
246   /* Set when an attempt should be made to replace a register
247      with the associated src entry.  */
248
249   char replace;
250
251   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
252      keep track of what memory accesses might be created later,
253      e.g. by reload.  */
254
255   rtx replacement;
256
257   rtx src;
258
259   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
260      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
261
262   int loop_depth;
263
264   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
265
266   rtx init_insns;
267 };
268
269 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
270    structure for that register.  */
271
272 static struct equivalence *reg_equiv;
273
274 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
275 static int recorded_label_ref;
276
277 static void alloc_qty           PARAMS ((int, enum machine_mode, int, int));
278 static void validate_equiv_mem_from_store PARAMS ((rtx, rtx, void *));
279 static int validate_equiv_mem   PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
280 static int equiv_init_varies_p  PARAMS ((rtx));
281 static int equiv_init_movable_p PARAMS ((rtx, int));
282 static int contains_replace_regs PARAMS ((rtx));
283 static int memref_referenced_p  PARAMS ((rtx, rtx));
284 static int memref_used_between_p PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
285 static void update_equiv_regs   PARAMS ((void));
286 static void no_equiv            PARAMS ((rtx, rtx, void *));
287 static void block_alloc         PARAMS ((int));
288 static int qty_sugg_compare     PARAMS ((int, int));
289 static int qty_sugg_compare_1   PARAMS ((const PTR, const PTR));
290 static int qty_compare          PARAMS ((int, int));
291 static int qty_compare_1        PARAMS ((const PTR, const PTR));
292 static int combine_regs         PARAMS ((rtx, rtx, int, int, rtx, int));
293 static int reg_meets_class_p    PARAMS ((int, enum reg_class));
294 static void update_qty_class    PARAMS ((int, int));
295 static void reg_is_set          PARAMS ((rtx, rtx, void *));
296 static void reg_is_born         PARAMS ((rtx, int));
297 static void wipe_dead_reg       PARAMS ((rtx, int));
298 static int find_free_reg        PARAMS ((enum reg_class, enum machine_mode,
299                                        int, int, int, int, int));
300 static void mark_life           PARAMS ((int, enum machine_mode, int));
301 static void post_mark_life      PARAMS ((int, enum machine_mode, int, int, int));
302 static int no_conflict_p        PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
303 static int requires_inout       PARAMS ((const char *));
304 \f
305 /* Allocate a new quantity (new within current basic block)
306    for register number REGNO which is born at index BIRTH
307    within the block.  MODE and SIZE are info on reg REGNO.  */
308
309 static void
310 alloc_qty (regno, mode, size, birth)
311      int regno;
312      enum machine_mode mode;
313      int size, birth;
314 {
315   int qtyno = next_qty++;
316
317   reg_qty[regno] = qtyno;
318   reg_offset[regno] = 0;
319   reg_next_in_qty[regno] = -1;
320
321   qty[qtyno].first_reg = regno;
322   qty[qtyno].size = size;
323   qty[qtyno].mode = mode;
324   qty[qtyno].birth = birth;
325   qty[qtyno].n_calls_crossed = REG_N_CALLS_CROSSED (regno);
326   qty[qtyno].min_class = reg_preferred_class (regno);
327   qty[qtyno].alternate_class = reg_alternate_class (regno);
328   qty[qtyno].n_refs = REG_N_REFS (regno);
329   qty[qtyno].freq = REG_FREQ (regno);
330   qty[qtyno].changes_mode = REG_CHANGES_MODE (regno);
331 }
332 \f
333 /* Main entry point of this file.  */
334
335 int
336 local_alloc ()
337 {
338   int b, i;
339   int max_qty;
340
341   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
342      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
343   recorded_label_ref = 0;
344
345   /* Leaf functions and non-leaf functions have different needs.
346      If defined, let the machine say what kind of ordering we
347      should use.  */
348 #ifdef ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC
349   ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC;
350 #endif
351
352   /* Promote REG_EQUAL notes to REG_EQUIV notes and adjust status of affected
353      registers.  */
354   update_equiv_regs ();
355
356   /* This sets the maximum number of quantities we can have.  Quantity
357      numbers start at zero and we can have one for each pseudo.  */
358   max_qty = (max_regno - FIRST_PSEUDO_REGISTER);
359
360   /* Allocate vectors of temporary data.
361      See the declarations of these variables, above,
362      for what they mean.  */
363
364   qty = (struct qty *) xmalloc (max_qty * sizeof (struct qty));
365   qty_phys_copy_sugg
366     = (HARD_REG_SET *) xmalloc (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
367   qty_phys_num_copy_sugg = (short *) xmalloc (max_qty * sizeof (short));
368   qty_phys_sugg = (HARD_REG_SET *) xmalloc (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
369   qty_phys_num_sugg = (short *) xmalloc (max_qty * sizeof (short));
370
371   reg_qty = (int *) xmalloc (max_regno * sizeof (int));
372   reg_offset = (char *) xmalloc (max_regno * sizeof (char));
373   reg_next_in_qty = (int *) xmalloc (max_regno * sizeof (int));
374
375   /* Determine which pseudo-registers can be allocated by local-alloc.
376      In general, these are the registers used only in a single block and
377      which only die once.
378
379      We need not be concerned with which block actually uses the register
380      since we will never see it outside that block.  */
381
382   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
383     {
384       if (REG_BASIC_BLOCK (i) >= 0 && REG_N_DEATHS (i) == 1)
385         reg_qty[i] = -2;
386       else
387         reg_qty[i] = -1;
388     }
389
390   /* Force loop below to initialize entire quantity array.  */
391   next_qty = max_qty;
392
393   /* Allocate each block's local registers, block by block.  */
394
395   for (b = 0; b < n_basic_blocks; b++)
396     {
397       /* NEXT_QTY indicates which elements of the `qty_...'
398          vectors might need to be initialized because they were used
399          for the previous block; it is set to the entire array before
400          block 0.  Initialize those, with explicit loop if there are few,
401          else with bzero and bcopy.  Do not initialize vectors that are
402          explicit set by `alloc_qty'.  */
403
404       if (next_qty < 6)
405         {
406           for (i = 0; i < next_qty; i++)
407             {
408               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_copy_sugg[i]);
409               qty_phys_num_copy_sugg[i] = 0;
410               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_sugg[i]);
411               qty_phys_num_sugg[i] = 0;
412             }
413         }
414       else
415         {
416 #define CLEAR(vector)  \
417           memset ((char *) (vector), 0, (sizeof (*(vector))) * next_qty);
418
419           CLEAR (qty_phys_copy_sugg);
420           CLEAR (qty_phys_num_copy_sugg);
421           CLEAR (qty_phys_sugg);
422           CLEAR (qty_phys_num_sugg);
423         }
424
425       next_qty = 0;
426
427       block_alloc (b);
428     }
429
430   free (qty);
431   free (qty_phys_copy_sugg);
432   free (qty_phys_num_copy_sugg);
433   free (qty_phys_sugg);
434   free (qty_phys_num_sugg);
435
436   free (reg_qty);
437   free (reg_offset);
438   free (reg_next_in_qty);
439
440   return recorded_label_ref;
441 }
442 \f
443 /* Used for communication between the following two functions: contains
444    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
445 static rtx equiv_mem;
446
447 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
448 static int equiv_mem_modified;
449
450 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
451    Called via note_stores.  */
452
453 static void
454 validate_equiv_mem_from_store (dest, set, data)
455      rtx dest;
456      rtx set ATTRIBUTE_UNUSED;
457      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
458 {
459   if ((GET_CODE (dest) == REG
460        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
461       || (GET_CODE (dest) == MEM
462           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
463     equiv_mem_modified = 1;
464 }
465
466 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
467    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
468    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
469    CALL_INSN.
470
471    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
472
473 static int
474 validate_equiv_mem (start, reg, memref)
475      rtx start;
476      rtx reg;
477      rtx memref;
478 {
479   rtx insn;
480   rtx note;
481
482   equiv_mem = memref;
483   equiv_mem_modified = 0;
484
485   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
486      valid equivalence.  */
487   if (side_effects_p (memref))
488     return 0;
489
490   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
491     {
492       if (! INSN_P (insn))
493         continue;
494
495       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
496         return 1;
497
498       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN && ! RTX_UNCHANGING_P (memref)
499           && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
500         return 0;
501
502       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
503
504       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
505          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
506          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
507          the trouble.  */
508
509       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
510         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
511              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
512             && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == REG
513             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
514           return 0;
515     }
516
517   return 0;
518 }
519
520 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
521
522 static int
523 equiv_init_varies_p (x)
524      rtx x;
525 {
526   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
527   int i;
528   const char *fmt;
529
530   switch (code)
531     {
532     case MEM:
533       return ! RTX_UNCHANGING_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
534
535     case QUEUED:
536       return 1;
537
538     case CONST:
539     case CONST_INT:
540     case CONST_DOUBLE:
541     case SYMBOL_REF:
542     case LABEL_REF:
543       return 0;
544
545     case REG:
546       return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
547
548     case ASM_OPERANDS:
549       if (MEM_VOLATILE_P (x))
550         return 1;
551
552       /* FALLTHROUGH */
553
554     default:
555       break;
556     }
557
558   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
559   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
560     if (fmt[i] == 'e')
561       {
562         if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
563           return 1;
564       }
565     else if (fmt[i] == 'E')
566       {
567         int j;
568         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
569           if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
570             return 1;
571       }
572
573   return 0;
574 }
575
576 /* Returns non-zero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
577    X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
578    which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
579    or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
580
581 static int
582 equiv_init_movable_p (x, regno)
583      rtx x;
584      int regno;
585 {
586   int i, j;
587   const char *fmt;
588   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
589
590   switch (code)
591     {
592     case SET:
593       return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
594
595     case CC0:
596     case CLOBBER:
597       return 0;
598
599     case PRE_INC:
600     case PRE_DEC:
601     case POST_INC:
602     case POST_DEC:
603     case PRE_MODIFY:
604     case POST_MODIFY:
605       return 0;
606
607     case REG:
608       return (reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
609               && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
610              || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < 0 && ! rtx_varies_p (x, 0));
611
612     case UNSPEC_VOLATILE:
613       return 0;
614
615     case ASM_OPERANDS:
616       if (MEM_VOLATILE_P (x))
617         return 0;
618
619       /* FALLTHROUGH */
620
621     default:
622       break;
623     }
624
625   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
626   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
627     switch (fmt[i])
628       {
629       case 'e':
630         if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
631           return 0;
632         break;
633       case 'E':
634         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
635           if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
636             return 0;
637         break;
638       }
639
640   return 1;
641 }
642
643 /* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is true.  */
644
645 static int
646 contains_replace_regs (x)
647      rtx x;
648 {
649   int i, j;
650   const char *fmt;
651   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
652
653   switch (code)
654     {
655     case CONST_INT:
656     case CONST:
657     case LABEL_REF:
658     case SYMBOL_REF:
659     case CONST_DOUBLE:
660     case PC:
661     case CC0:
662     case HIGH:
663     case LO_SUM:
664       return 0;
665
666     case REG:
667       return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
668
669     default:
670       break;
671     }
672
673   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
674   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
675     switch (fmt[i])
676       {
677       case 'e':
678         if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
679           return 1;
680         break;
681       case 'E':
682         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
683           if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
684             return 1;
685         break;
686       }
687
688   return 0;
689 }
690 \f
691 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
692    to MEMREF.  */
693
694 static int
695 memref_referenced_p (memref, x)
696      rtx x;
697      rtx memref;
698 {
699   int i, j;
700   const char *fmt;
701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
702
703   switch (code)
704     {
705     case CONST_INT:
706     case CONST:
707     case LABEL_REF:
708     case SYMBOL_REF:
709     case CONST_DOUBLE:
710     case PC:
711     case CC0:
712     case HIGH:
713     case LO_SUM:
714       return 0;
715
716     case REG:
717       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
718               && memref_referenced_p (memref,
719                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
720
721     case MEM:
722       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
723         return 1;
724       break;
725
726     case SET:
727       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
728          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
729       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) == MEM)
730         {
731           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
732             return 1;
733         }
734       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
735         return 1;
736
737       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
738
739     default:
740       break;
741     }
742
743   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
744   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
745     switch (fmt[i])
746       {
747       case 'e':
748         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
749           return 1;
750         break;
751       case 'E':
752         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
753           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
754             return 1;
755         break;
756       }
757
758   return 0;
759 }
760
761 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
762    that would be affected by a store to MEMREF.  */
763
764 static int
765 memref_used_between_p (memref, start, end)
766      rtx memref;
767      rtx start;
768      rtx end;
769 {
770   rtx insn;
771
772   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
773        insn = NEXT_INSN (insn))
774     if (INSN_P (insn) && memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
775       return 1;
776
777   return 0;
778 }
779 \f
780 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current function.  */
781 int
782 function_invariant_p (x)
783      rtx x;
784 {
785   if (CONSTANT_P (x))
786     return 1;
787   if (x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
788     return 1;
789   if (GET_CODE (x) == PLUS
790       && (XEXP (x, 0) == frame_pointer_rtx || XEXP (x, 0) == arg_pointer_rtx)
791       && CONSTANT_P (XEXP (x, 1)))
792     return 1;
793   return 0;
794 }
795
796 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
797    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
798    from a single constant).  Lower their priority for a register.
799
800    If such a register is only referenced once, try substituting its value
801    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
802    completely.  */
803
804 static void
805 update_equiv_regs ()
806 {
807   rtx insn;
808   int block;
809   int loop_depth;
810   regset_head cleared_regs;
811   int clear_regnos = 0;
812
813   reg_equiv = (struct equivalence *) xcalloc (max_regno, sizeof *reg_equiv);
814   INIT_REG_SET (&cleared_regs);
815
816   init_alias_analysis ();
817
818   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
819      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
820      a register can be set below its use.  */
821   for (block = 0; block < n_basic_blocks; block++)
822     {
823       basic_block bb = BASIC_BLOCK (block);
824       loop_depth = bb->loop_depth;
825
826       for (insn = bb->head; insn != NEXT_INSN (bb->end); insn = NEXT_INSN (insn))
827         {
828           rtx note;
829           rtx set;
830           rtx dest, src;
831           int regno;
832
833           if (! INSN_P (insn))
834             continue;
835
836           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
837             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
838               no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
839
840           set = single_set (insn);
841
842           /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
843              only mark all destinations as having no known equivalence.  */
844           if (set == 0)
845             {
846               note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
847               continue;
848             }
849           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
850             {
851               int i;
852
853               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
854                 {
855                   rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
856                   if (part != set)
857                     note_stores (part, no_equiv, NULL);
858                 }
859             }
860
861           dest = SET_DEST (set);
862           src = SET_SRC (set);
863
864           /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
865              in a single basic block, see if the register is always equivalent
866              to that memory location and if moving the store from INSN to the
867              insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
868              initializing insn.
869
870              Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
871              REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
872
873              If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
874              then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
875              optimization may move the set of this register immediately before
876              insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
877              the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
878              pseudo.  */
879           /* ????? This test isn't good enough; we might see a MEM with a use of
880              a pseudo register before we see its setting insn that will cause
881              reg_equiv[].replace for that pseudo to be set.
882              Equivalences to MEMs should be made in another pass, after the
883              reg_equiv[].replace information has been gathered.  */
884
885           if (GET_CODE (dest) == MEM && GET_CODE (src) == REG
886               && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
887               && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
888               && REG_N_SETS (regno) == 1
889               && reg_equiv[regno].init_insns != 0
890               && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
891               && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
892                                   REG_EQUIV, NULL_RTX)
893               && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
894             {
895               rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
896               if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
897                   && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn))
898                 REG_NOTES (init_insn)
899                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUIV, dest, REG_NOTES (init_insn));
900             }
901
902           /* We only handle the case of a pseudo register being set
903              once, or always to the same value.  */
904           /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
905              values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
906              to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
907              handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
908              calculate_needs, but we traditionally work around this problem
909              here by rejecting equivalences when the destination is in a register
910              that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
911              preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
912              or use it.  */
913
914           if (GET_CODE (dest) != REG
915               || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
916               || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
917               || (CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (regno))
918                   && GET_CODE (src) == MEM))
919             {
920               /* This might be seting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
921                  also set somewhere else to a constant.  */
922               note_stores (set, no_equiv, NULL);
923               continue;
924             }
925
926           note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
927
928           /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
929              REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
930              there's no point creating it earlier than here.  */
931           if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
932             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, src);
933
934           /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
935              since it represents a function call */
936           if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
937             note = NULL_RTX;
938
939           if (REG_N_SETS (regno) != 1
940               && (! note
941                   || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
942                   || (reg_equiv[regno].replacement
943                       && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
944                                         reg_equiv[regno].replacement))))
945             {
946               no_equiv (dest, set, NULL);
947               continue;
948             }
949           /* Record this insn as initializing this register.  */
950           reg_equiv[regno].init_insns
951             = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
952
953           /* If this register is known to be equal to a constant, record that
954              it is always equivalent to the constant.  */
955           if (note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
956             PUT_MODE (note, (enum machine_mode) REG_EQUIV);
957
958           /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
959              of that register.  Record this insn if the register is only used once
960              more and the equivalence value is the same as our source.
961
962              The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
963              indication that it may be more efficient to actually emit the insn
964              as written (if no registers are available, reload will substitute
965              the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
966              dying in this insn whose death notes would be missed.
967
968              If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
969              a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
970              MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
971              note.  */
972
973           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
974
975           if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
976               && GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
977               && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
978             REG_NOTES (insn) = note = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUIV, SET_SRC (set),
979                                                          REG_NOTES (insn));
980
981           if (note)
982             {
983               int regno = REGNO (dest);
984
985               /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
986                  We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
987                  pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
988                  indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
989                  jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
990               if (GET_CODE (XEXP (note, 0)) == LABEL_REF
991                   || (GET_CODE (XEXP (note, 0)) == CONST
992                       && GET_CODE (XEXP (XEXP (note, 0), 0)) == PLUS
993                       && (GET_CODE (XEXP (XEXP (XEXP (note, 0), 0), 0))
994                           == LABEL_REF)))
995                 recorded_label_ref = 1;
996
997               reg_equiv[regno].replacement = XEXP (note, 0);
998               reg_equiv[regno].src = src;
999               reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
1000
1001               /* Don't mess with things live during setjmp.  */
1002               if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
1003                 {
1004                   /* Note that the statement below does not affect the priority
1005                      in local-alloc!  */
1006                   REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
1007
1008
1009                   /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
1010                      set once and used once, indicate that the reference may be
1011                      replaced by the equivalence we computed above.  Do this
1012                      even if the register is only used in one block so that
1013                      dependencies can be handled where the last register is
1014                      used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
1015                      and to reduce the number of registers alive across
1016                      calls.  */
1017
1018                     if (REG_N_REFS (regno) == 2
1019                         && (rtx_equal_p (XEXP (note, 0), src)
1020                             || ! equiv_init_varies_p (src))
1021                         && GET_CODE (insn) == INSN
1022                         && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
1023                       reg_equiv[regno].replace = 1;
1024                 }
1025             }
1026         }
1027     }
1028
1029   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
1030      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
1031      reference with the equivalent from.  If we can, delete the
1032      initializing reference and this register will go away.  If we
1033      can't replace the reference, and the initialzing reference is
1034      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
1035      initialization just before the use, so that they are in the same
1036      basic block.  */
1037   for (block = n_basic_blocks - 1; block >= 0; block--)
1038     {
1039       basic_block bb = BASIC_BLOCK (block);
1040
1041       loop_depth = bb->loop_depth;
1042       for (insn = bb->end; insn != PREV_INSN (bb->head); insn = PREV_INSN (insn))
1043         {
1044           rtx link;
1045
1046           if (! INSN_P (insn))
1047             continue;
1048
1049           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1050             {
1051               if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1052                   /* Make sure this insn still refers to the register.  */
1053                   && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
1054                 {
1055                   int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
1056                   rtx equiv_insn;
1057
1058                   if (! reg_equiv[regno].replace
1059                       || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth)
1060                     continue;
1061
1062                   /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
1063                      REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
1064                      once and used once.  (If it were only set, but not used,
1065                      flow would have deleted the setting insns.)  Hence
1066                      there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
1067                   if (reg_equiv[regno].init_insns == NULL_RTX
1068                       || XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1) != NULL_RTX)
1069                     abort ();
1070                   equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
1071
1072                   /* We may not move instructions that can throw, since
1073                      that changes basic block boundaries and we are not
1074                      prepared to adjust the CFG to match.  */
1075                   if (can_throw_internal (equiv_insn))
1076                     continue;
1077
1078                   if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
1079                       && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
1080                                                reg_equiv[regno].src, insn))
1081                     {
1082                       rtx equiv_link;
1083                       rtx last_link;
1084                       rtx note;
1085
1086                       /* Find the last note.  */
1087                       for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
1088                            last_link = XEXP (last_link, 1))
1089                         ;
1090
1091                       /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
1092                       equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
1093                       while (equiv_link)
1094                         {
1095                           note = equiv_link;
1096                           equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
1097                           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
1098                             {
1099                               remove_note (equiv_insn, note);
1100                               XEXP (last_link, 1) = note;
1101                               XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
1102                               last_link = note;
1103                             }
1104                         }
1105
1106                       remove_death (regno, insn);
1107                       REG_N_REFS (regno) = 0;
1108                       REG_FREQ (regno) = 0;
1109                       delete_insn (equiv_insn);
1110                       
1111                       reg_equiv[regno].init_insns
1112                         = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
1113                     }
1114                   /* Move the initialization of the register to just before
1115                      INSN.  Update the flow information.  */
1116                   else if (PREV_INSN (insn) != equiv_insn)
1117                     {
1118                       rtx new_insn;
1119
1120                       new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
1121                       REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
1122                       REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
1123
1124                       /* Make sure this insn is recognized before reload begins,
1125                          otherwise eliminate_regs_in_insn will abort.  */
1126                       INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
1127
1128                       delete_insn (equiv_insn);
1129
1130                       XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
1131
1132                       REG_BASIC_BLOCK (regno) = block >= 0 ? block : 0;
1133                       REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
1134                       REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
1135
1136                       if (block >= 0 && insn == BLOCK_HEAD (block))
1137                         BLOCK_HEAD (block) = PREV_INSN (insn);
1138
1139                       /* Remember to clear REGNO from all basic block's live
1140                          info.  */
1141                       SET_REGNO_REG_SET (&cleared_regs, regno);
1142                       clear_regnos++;
1143                     }
1144                 }
1145             }
1146         }
1147     }
1148
1149   /* Clear all dead REGNOs from all basic block's live info.  */
1150   if (clear_regnos)
1151     {
1152       int j, l;
1153       if (clear_regnos > 8)
1154         {
1155           for (l = 0; l < n_basic_blocks; l++)
1156             {
1157               AND_COMPL_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_start,
1158                                  &cleared_regs);
1159               AND_COMPL_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_end,
1160                                  &cleared_regs);
1161             }
1162         }
1163       else
1164         EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET (&cleared_regs, 0, j,
1165           {
1166             for (l = 0; l < n_basic_blocks; l++)
1167               {
1168                 CLEAR_REGNO_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_start, j);
1169                 CLEAR_REGNO_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_end, j);
1170               }
1171           });
1172     }
1173
1174   /* Clean up.  */
1175   end_alias_analysis ();
1176   CLEAR_REG_SET (&cleared_regs);
1177   free (reg_equiv);
1178 }
1179
1180 /* Mark REG as having no known equivalence.
1181    Some instructions might have been proceessed before and furnished
1182    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
1183    removed.
1184    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
1185    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
1186    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
1187 static void
1188 no_equiv (reg, store, data)
1189      rtx reg, store ATTRIBUTE_UNUSED;
1190      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1191 {
1192   int regno;
1193   rtx list;
1194
1195   if (GET_CODE (reg) != REG)
1196     return;
1197   regno = REGNO (reg);
1198   list = reg_equiv[regno].init_insns;
1199   if (list == const0_rtx)
1200     return;
1201   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
1202     {
1203       rtx insn = XEXP (list, 0);
1204       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
1205     }
1206   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
1207   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
1208 }
1209 \f
1210 /* Allocate hard regs to the pseudo regs used only within block number B.
1211    Only the pseudos that die but once can be handled.  */
1212
1213 static void
1214 block_alloc (b)
1215      int b;
1216 {
1217   int i, q;
1218   rtx insn;
1219   rtx note;
1220   int insn_number = 0;
1221   int insn_count = 0;
1222   int max_uid = get_max_uid ();
1223   int *qty_order;
1224   int no_conflict_combined_regno = -1;
1225
1226   /* Count the instructions in the basic block.  */
1227
1228   insn = BLOCK_END (b);
1229   while (1)
1230     {
1231       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1232         if (++insn_count > max_uid)
1233           abort ();
1234       if (insn == BLOCK_HEAD (b))
1235         break;
1236       insn = PREV_INSN (insn);
1237     }
1238
1239   /* +2 to leave room for a post_mark_life at the last insn and for
1240      the birth of a CLOBBER in the first insn.  */
1241   regs_live_at = (HARD_REG_SET *) xcalloc ((2 * insn_count + 2),
1242                                            sizeof (HARD_REG_SET));
1243
1244   /* Initialize table of hardware registers currently live.  */
1245
1246   REG_SET_TO_HARD_REG_SET (regs_live, BASIC_BLOCK (b)->global_live_at_start);
1247
1248   /* This loop scans the instructions of the basic block
1249      and assigns quantities to registers.
1250      It computes which registers to tie.  */
1251
1252   insn = BLOCK_HEAD (b);
1253   while (1)
1254     {
1255       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1256         insn_number++;
1257
1258       if (INSN_P (insn))
1259         {
1260           rtx link, set;
1261           int win = 0;
1262           rtx r0, r1 = NULL_RTX;
1263           int combined_regno = -1;
1264           int i;
1265
1266           this_insn_number = insn_number;
1267           this_insn = insn;
1268
1269           extract_insn (insn);
1270           which_alternative = -1;
1271
1272           /* Is this insn suitable for tying two registers?
1273              If so, try doing that.
1274              Suitable insns are those with at least two operands and where
1275              operand 0 is an output that is a register that is not
1276              earlyclobber.
1277
1278              We can tie operand 0 with some operand that dies in this insn.
1279              First look for operands that are required to be in the same
1280              register as operand 0.  If we find such, only try tying that
1281              operand or one that can be put into that operand if the
1282              operation is commutative.  If we don't find an operand
1283              that is required to be in the same register as operand 0,
1284              we can tie with any operand.
1285
1286              Subregs in place of regs are also ok.
1287
1288              If tying is done, WIN is set nonzero.  */
1289
1290           if (optimize
1291               && recog_data.n_operands > 1
1292               && recog_data.constraints[0][0] == '='
1293               && recog_data.constraints[0][1] != '&')
1294             {
1295               /* If non-negative, is an operand that must match operand 0.  */
1296               int must_match_0 = -1;
1297               /* Counts number of alternatives that require a match with
1298                  operand 0.  */
1299               int n_matching_alts = 0;
1300
1301               for (i = 1; i < recog_data.n_operands; i++)
1302                 {
1303                   const char *p = recog_data.constraints[i];
1304                   int this_match = requires_inout (p);
1305
1306                   n_matching_alts += this_match;
1307                   if (this_match == recog_data.n_alternatives)
1308                     must_match_0 = i;
1309                 }
1310
1311               r0 = recog_data.operand[0];
1312               for (i = 1; i < recog_data.n_operands; i++)
1313                 {
1314                   /* Skip this operand if we found an operand that
1315                      must match operand 0 and this operand isn't it
1316                      and can't be made to be it by commutativity.  */
1317
1318                   if (must_match_0 >= 0 && i != must_match_0
1319                       && ! (i == must_match_0 + 1
1320                             && recog_data.constraints[i-1][0] == '%')
1321                       && ! (i == must_match_0 - 1
1322                             && recog_data.constraints[i][0] == '%'))
1323                     continue;
1324
1325                   /* Likewise if each alternative has some operand that
1326                      must match operand zero.  In that case, skip any
1327                      operand that doesn't list operand 0 since we know that
1328                      the operand always conflicts with operand 0.  We
1329                      ignore commutatity in this case to keep things simple.  */
1330                   if (n_matching_alts == recog_data.n_alternatives
1331                       && 0 == requires_inout (recog_data.constraints[i]))
1332                     continue;
1333
1334                   r1 = recog_data.operand[i];
1335
1336                   /* If the operand is an address, find a register in it.
1337                      There may be more than one register, but we only try one
1338                      of them.  */
1339                   if (recog_data.constraints[i][0] == 'p')
1340                     while (GET_CODE (r1) == PLUS || GET_CODE (r1) == MULT)
1341                       r1 = XEXP (r1, 0);
1342
1343                   if (GET_CODE (r0) == REG || GET_CODE (r0) == SUBREG)
1344                     {
1345                       /* We have two priorities for hard register preferences.
1346                          If we have a move insn or an insn whose first input
1347                          can only be in the same register as the output, give
1348                          priority to an equivalence found from that insn.  */
1349                       int may_save_copy
1350                         = (r1 == recog_data.operand[i] && must_match_0 >= 0);
1351
1352                       if (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1353                         win = combine_regs (r1, r0, may_save_copy,
1354                                             insn_number, insn, 0);
1355                     }
1356                   if (win)
1357                     break;
1358                 }
1359             }
1360
1361           /* Recognize an insn sequence with an ultimate result
1362              which can safely overlap one of the inputs.
1363              The sequence begins with a CLOBBER of its result,
1364              and ends with an insn that copies the result to itself
1365              and has a REG_EQUAL note for an equivalent formula.
1366              That note indicates what the inputs are.
1367              The result and the input can overlap if each insn in
1368              the sequence either doesn't mention the input
1369              or has a REG_NO_CONFLICT note to inhibit the conflict.
1370
1371              We do the combining test at the CLOBBER so that the
1372              destination register won't have had a quantity number
1373              assigned, since that would prevent combining.  */
1374
1375           if (optimize
1376               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
1377               && (r0 = XEXP (PATTERN (insn), 0),
1378                   GET_CODE (r0) == REG)
1379               && (link = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)) != 0
1380               && XEXP (link, 0) != 0
1381               && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == INSN
1382               && (set = single_set (XEXP (link, 0))) != 0
1383               && SET_DEST (set) == r0 && SET_SRC (set) == r0
1384               && (note = find_reg_note (XEXP (link, 0), REG_EQUAL,
1385                                         NULL_RTX)) != 0)
1386             {
1387               if (r1 = XEXP (note, 0), GET_CODE (r1) == REG
1388                   /* Check that we have such a sequence.  */
1389                   && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1390                 win = combine_regs (r1, r0, 1, insn_number, insn, 1);
1391               else if (GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (XEXP (note, 0)))[0] == 'e'
1392                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 0),
1393                            GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1394                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1395                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1396
1397               /* Here we care if the operation to be computed is
1398                  commutative.  */
1399               else if ((GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EQ
1400                         || GET_CODE (XEXP (note, 0)) == NE
1401                         || GET_RTX_CLASS (GET_CODE (XEXP (note, 0))) == 'c')
1402                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 1),
1403                            (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG))
1404                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1405                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1406
1407               /* If we did combine something, show the register number
1408                  in question so that we know to ignore its death.  */
1409               if (win)
1410                 no_conflict_combined_regno = REGNO (r1);
1411             }
1412
1413           /* If registers were just tied, set COMBINED_REGNO
1414              to the number of the register used in this insn
1415              that was tied to the register set in this insn.
1416              This register's qty should not be "killed".  */
1417
1418           if (win)
1419             {
1420               while (GET_CODE (r1) == SUBREG)
1421                 r1 = SUBREG_REG (r1);
1422               combined_regno = REGNO (r1);
1423             }
1424
1425           /* Mark the death of everything that dies in this instruction,
1426              except for anything that was just combined.  */
1427
1428           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1429             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1430                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG
1431                 && combined_regno != (int) REGNO (XEXP (link, 0))
1432                 && (no_conflict_combined_regno != (int) REGNO (XEXP (link, 0))
1433                     || ! find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT,
1434                                         XEXP (link, 0))))
1435               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 0);
1436
1437           /* Allocate qty numbers for all registers local to this block
1438              that are born (set) in this instruction.
1439              A pseudo that already has a qty is not changed.  */
1440
1441           note_stores (PATTERN (insn), reg_is_set, NULL);
1442
1443           /* If anything is set in this insn and then unused, mark it as dying
1444              after this insn, so it will conflict with our outputs.  This
1445              can't match with something that combined, and it doesn't matter
1446              if it did.  Do this after the calls to reg_is_set since these
1447              die after, not during, the current insn.  */
1448
1449           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1450             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_UNUSED
1451                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG)
1452               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 1);
1453
1454           /* If this is an insn that has a REG_RETVAL note pointing at a
1455              CLOBBER insn, we have reached the end of a REG_NO_CONFLICT
1456              block, so clear any register number that combined within it.  */
1457           if ((note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)) != 0
1458               && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == INSN
1459               && GET_CODE (PATTERN (XEXP (note, 0))) == CLOBBER)
1460             no_conflict_combined_regno = -1;
1461         }
1462
1463       /* Set the registers live after INSN_NUMBER.  Note that we never
1464          record the registers live before the block's first insn, since no
1465          pseudos we care about are live before that insn.  */
1466
1467       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number], regs_live);
1468       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number + 1], regs_live);
1469
1470       if (insn == BLOCK_END (b))
1471         break;
1472
1473       insn = NEXT_INSN (insn);
1474     }
1475
1476   /* Now every register that is local to this basic block
1477      should have been given a quantity, or else -1 meaning ignore it.
1478      Every quantity should have a known birth and death.
1479
1480      Order the qtys so we assign them registers in order of the
1481      number of suggested registers they need so we allocate those with
1482      the most restrictive needs first.  */
1483
1484   qty_order = (int *) xmalloc (next_qty * sizeof (int));
1485   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1486     qty_order[i] = i;
1487
1488 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1489   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1490
1491   switch (next_qty)
1492     {
1493     case 3:
1494       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1495       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1496         EXCHANGE (0, 1);
1497       if (qty_sugg_compare (1, 2) > 0)
1498         EXCHANGE (2, 1);
1499
1500       /* ... Fall through ...  */
1501     case 2:
1502       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1503       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1504         EXCHANGE (0, 1);
1505
1506       /* ... Fall through ...  */
1507
1508     case 1:
1509     case 0:
1510       /* Nothing to do here.  */
1511       break;
1512
1513     default:
1514       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_sugg_compare_1);
1515     }
1516
1517   /* Try to put each quantity in a suggested physical register, if it has one.
1518      This may cause registers to be allocated that otherwise wouldn't be, but
1519      this seems acceptable in local allocation (unlike global allocation).  */
1520   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1521     {
1522       q = qty_order[i];
1523       if (qty_phys_num_sugg[q] != 0 || qty_phys_num_copy_sugg[q] != 0)
1524         qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class, qty[q].mode, q,
1525                                          0, 1, qty[q].birth, qty[q].death);
1526       else
1527         qty[q].phys_reg = -1;
1528     }
1529
1530   /* Order the qtys so we assign them registers in order of
1531      decreasing length of life.  Normally call qsort, but if we
1532      have only a very small number of quantities, sort them ourselves.  */
1533
1534   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1535     qty_order[i] = i;
1536
1537 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1538   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1539
1540   switch (next_qty)
1541     {
1542     case 3:
1543       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1544       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1545         EXCHANGE (0, 1);
1546       if (qty_compare (1, 2) > 0)
1547         EXCHANGE (2, 1);
1548
1549       /* ... Fall through ...  */
1550     case 2:
1551       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1552       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1553         EXCHANGE (0, 1);
1554
1555       /* ... Fall through ...  */
1556
1557     case 1:
1558     case 0:
1559       /* Nothing to do here.  */
1560       break;
1561
1562     default:
1563       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_compare_1);
1564     }
1565
1566   /* Now for each qty that is not a hardware register,
1567      look for a hardware register to put it in.
1568      First try the register class that is cheapest for this qty,
1569      if there is more than one class.  */
1570
1571   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1572     {
1573       q = qty_order[i];
1574       if (qty[q].phys_reg < 0)
1575         {
1576 #ifdef INSN_SCHEDULING
1577           /* These values represent the adjusted lifetime of a qty so
1578              that it conflicts with qtys which appear near the start/end
1579              of this qty's lifetime.
1580
1581              The purpose behind extending the lifetime of this qty is to
1582              discourage the register allocator from creating false
1583              dependencies.
1584
1585              The adjustment value is chosen to indicate that this qty
1586              conflicts with all the qtys in the instructions immediately
1587              before and after the lifetime of this qty.
1588
1589              Experiments have shown that higher values tend to hurt
1590              overall code performance.
1591
1592              If allocation using the extended lifetime fails we will try
1593              again with the qty's unadjusted lifetime.  */
1594           int fake_birth = MAX (0, qty[q].birth - 2 + qty[q].birth % 2);
1595           int fake_death = MIN (insn_number * 2 + 1,
1596                                 qty[q].death + 2 - qty[q].death % 2);
1597 #endif
1598
1599           if (N_REG_CLASSES > 1)
1600             {
1601 #ifdef INSN_SCHEDULING
1602               /* We try to avoid using hard registers allocated to qtys which
1603                  are born immediately after this qty or die immediately before
1604                  this qty.
1605
1606                  This optimization is only appropriate when we will run
1607                  a scheduling pass after reload and we are not optimizing
1608                  for code size.  */
1609               if (flag_schedule_insns_after_reload
1610                   && !optimize_size
1611                   && !SMALL_REGISTER_CLASSES)
1612                 {
1613                   qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class,
1614                                                    qty[q].mode, q, 0, 0,
1615                                                    fake_birth, fake_death);
1616                   if (qty[q].phys_reg >= 0)
1617                     continue;
1618                 }
1619 #endif
1620               qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class,
1621                                                qty[q].mode, q, 0, 0,
1622                                                qty[q].birth, qty[q].death);
1623               if (qty[q].phys_reg >= 0)
1624                 continue;
1625             }
1626
1627 #ifdef INSN_SCHEDULING
1628           /* Similarly, avoid false dependencies.  */
1629           if (flag_schedule_insns_after_reload
1630               && !optimize_size
1631               && !SMALL_REGISTER_CLASSES
1632               && qty[q].alternate_class != NO_REGS)
1633             qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].alternate_class,
1634                                              qty[q].mode, q, 0, 0,
1635                                              fake_birth, fake_death);
1636 #endif
1637           if (qty[q].alternate_class != NO_REGS)
1638             qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].alternate_class,
1639                                              qty[q].mode, q, 0, 0,
1640                                              qty[q].birth, qty[q].death);
1641         }
1642     }
1643
1644   /* Now propagate the register assignments
1645      to the pseudo regs belonging to the qtys.  */
1646
1647   for (q = 0; q < next_qty; q++)
1648     if (qty[q].phys_reg >= 0)
1649       {
1650         for (i = qty[q].first_reg; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1651           reg_renumber[i] = qty[q].phys_reg + reg_offset[i];
1652       }
1653
1654   /* Clean up.  */
1655   free (regs_live_at);
1656   free (qty_order);
1657 }
1658 \f
1659 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.
1660    We give shorter-lived quantities higher priority.
1661    Quantities with more references are also preferred, as are quantities that
1662    require multiple registers.  This is the identical prioritization as
1663    done by global-alloc.
1664
1665    We used to give preference to registers with *longer* lives, but using
1666    the same algorithm in both local- and global-alloc can speed up execution
1667    of some programs by as much as a factor of three!  */
1668
1669 /* Note that the quotient will never be bigger than
1670    the value of floor_log2 times the maximum number of
1671    times a register can occur in one insn (surely less than 100)
1672    weighted by frequency (max REG_FREQ_MAX).
1673    Multiplying this by 10000/REG_FREQ_MAX can't overflow.
1674    QTY_CMP_PRI is also used by qty_sugg_compare.  */
1675
1676 #define QTY_CMP_PRI(q)          \
1677   ((int) (((double) (floor_log2 (qty[q].n_refs) * qty[q].freq * qty[q].size) \
1678           / (qty[q].death - qty[q].birth)) * (10000 / REG_FREQ_MAX)))
1679
1680 static int
1681 qty_compare (q1, q2)
1682      int q1, q2;
1683 {
1684   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1685 }
1686
1687 static int
1688 qty_compare_1 (q1p, q2p)
1689      const PTR q1p;
1690      const PTR q2p;
1691 {
1692   int q1 = *(const int *) q1p, q2 = *(const int *) q2p;
1693   int tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1694
1695   if (tem != 0)
1696     return tem;
1697
1698   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1699      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1700   return q1 - q2;
1701 }
1702 \f
1703 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.  This version
1704    is called for quantities that have suggested hard registers.  First priority
1705    goes to quantities that have copy preferences, then to those that have
1706    normal preferences.  Within those groups, quantities with the lower
1707    number of preferences have the highest priority.  Of those, we use the same
1708    algorithm as above.  */
1709
1710 #define QTY_CMP_SUGG(q)         \
1711   (qty_phys_num_copy_sugg[q]            \
1712     ? qty_phys_num_copy_sugg[q] \
1713     : qty_phys_num_sugg[q] * FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1714
1715 static int
1716 qty_sugg_compare (q1, q2)
1717      int q1, q2;
1718 {
1719   int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1720
1721   if (tem != 0)
1722     return tem;
1723
1724   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1725 }
1726
1727 static int
1728 qty_sugg_compare_1 (q1p, q2p)
1729      const PTR q1p;
1730      const PTR q2p;
1731 {
1732   int q1 = *(const int *) q1p, q2 = *(const int *) q2p;
1733   int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1734
1735   if (tem != 0)
1736     return tem;
1737
1738   tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1739   if (tem != 0)
1740     return tem;
1741
1742   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1743      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1744   return q1 - q2;
1745 }
1746
1747 #undef QTY_CMP_SUGG
1748 #undef QTY_CMP_PRI
1749 \f
1750 /* Attempt to combine the two registers (rtx's) USEDREG and SETREG.
1751    Returns 1 if have done so, or 0 if cannot.
1752
1753    Combining registers means marking them as having the same quantity
1754    and adjusting the offsets within the quantity if either of
1755    them is a SUBREG).
1756
1757    We don't actually combine a hard reg with a pseudo; instead
1758    we just record the hard reg as the suggestion for the pseudo's quantity.
1759    If we really combined them, we could lose if the pseudo lives
1760    across an insn that clobbers the hard reg (eg, movstr).
1761
1762    ALREADY_DEAD is non-zero if USEDREG is known to be dead even though
1763    there is no REG_DEAD note on INSN.  This occurs during the processing
1764    of REG_NO_CONFLICT blocks.
1765
1766    MAY_SAVE_COPYCOPY is non-zero if this insn is simply copying USEDREG to
1767    SETREG or if the input and output must share a register.
1768    In that case, we record a hard reg suggestion in QTY_PHYS_COPY_SUGG.
1769
1770    There are elaborate checks for the validity of combining.  */
1771
1772 static int
1773 combine_regs (usedreg, setreg, may_save_copy, insn_number, insn, already_dead)
1774      rtx usedreg, setreg;
1775      int may_save_copy;
1776      int insn_number;
1777      rtx insn;
1778      int already_dead;
1779 {
1780   int ureg, sreg;
1781   int offset = 0;
1782   int usize, ssize;
1783   int sqty;
1784
1785   /* Determine the numbers and sizes of registers being used.  If a subreg
1786      is present that does not change the entire register, don't consider
1787      this a copy insn.  */
1788
1789   while (GET_CODE (usedreg) == SUBREG)
1790     {
1791       if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (usedreg))) > UNITS_PER_WORD)
1792         may_save_copy = 0;
1793       if (REGNO (SUBREG_REG (usedreg)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1794         offset += subreg_regno_offset (REGNO (SUBREG_REG (usedreg)),
1795                                        GET_MODE (SUBREG_REG (usedreg)),
1796                                        SUBREG_BYTE (usedreg),
1797                                        GET_MODE (usedreg));
1798       else
1799         offset += (SUBREG_BYTE (usedreg)
1800                    / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)));
1801       usedreg = SUBREG_REG (usedreg);
1802     }
1803   if (GET_CODE (usedreg) != REG)
1804     return 0;
1805   ureg = REGNO (usedreg);
1806   if (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1807     usize = HARD_REGNO_NREGS (ureg, GET_MODE (usedreg));
1808   else
1809     usize = ((GET_MODE_SIZE (GET_MODE (usedreg))
1810               + (REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)) - 1))
1811              / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)));
1812
1813   while (GET_CODE (setreg) == SUBREG)
1814     {
1815       if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (setreg))) > UNITS_PER_WORD)
1816         may_save_copy = 0;
1817       if (REGNO (SUBREG_REG (setreg)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1818         offset -= subreg_regno_offset (REGNO (SUBREG_REG (setreg)),
1819                                        GET_MODE (SUBREG_REG (setreg)),
1820                                        SUBREG_BYTE (setreg),
1821                                        GET_MODE (setreg));
1822       else
1823         offset -= (SUBREG_BYTE (setreg)
1824                    / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)));
1825       setreg = SUBREG_REG (setreg);
1826     }
1827   if (GET_CODE (setreg) != REG)
1828     return 0;
1829   sreg = REGNO (setreg);
1830   if (sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1831     ssize = HARD_REGNO_NREGS (sreg, GET_MODE (setreg));
1832   else
1833     ssize = ((GET_MODE_SIZE (GET_MODE (setreg))
1834               + (REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)) - 1))
1835              / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)));
1836
1837   /* If UREG is a pseudo-register that hasn't already been assigned a
1838      quantity number, it means that it is not local to this block or dies
1839      more than once.  In either event, we can't do anything with it.  */
1840   if ((ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[ureg] < 0)
1841       /* Do not combine registers unless one fits within the other.  */
1842       || (offset > 0 && usize + offset > ssize)
1843       || (offset < 0 && usize + offset < ssize)
1844       /* Do not combine with a smaller already-assigned object
1845          if that smaller object is already combined with something bigger.  */
1846       || (ssize > usize && ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1847           && usize < qty[reg_qty[ureg]].size)
1848       /* Can't combine if SREG is not a register we can allocate.  */
1849       || (sreg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[sreg] == -1)
1850       /* Don't combine with a pseudo mentioned in a REG_NO_CONFLICT note.
1851          These have already been taken care of.  This probably wouldn't
1852          combine anyway, but don't take any chances.  */
1853       || (ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1854           && find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT, usedreg))
1855       /* Don't tie something to itself.  In most cases it would make no
1856          difference, but it would screw up if the reg being tied to itself
1857          also dies in this insn.  */
1858       || ureg == sreg
1859       /* Don't try to connect two different hardware registers.  */
1860       || (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER && sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1861       /* Don't connect two different machine modes if they have different
1862          implications as to which registers may be used.  */
1863       || !MODES_TIEABLE_P (GET_MODE (usedreg), GET_MODE (setreg)))
1864     return 0;
1865
1866   /* Now, if UREG is a hard reg and SREG is a pseudo, record the hard reg in
1867      qty_phys_sugg for the pseudo instead of tying them.
1868
1869      Return "failure" so that the lifespan of UREG is terminated here;
1870      that way the two lifespans will be disjoint and nothing will prevent
1871      the pseudo reg from being given this hard reg.  */
1872
1873   if (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1874     {
1875       /* Allocate a quantity number so we have a place to put our
1876          suggestions.  */
1877       if (reg_qty[sreg] == -2)
1878         reg_is_born (setreg, 2 * insn_number);
1879
1880       if (reg_qty[sreg] >= 0)
1881         {
1882           if (may_save_copy
1883               && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1884             {
1885               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1886               qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1887             }
1888           else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1889             {
1890               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1891               qty_phys_num_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1892             }
1893         }
1894       return 0;
1895     }
1896
1897   /* Similarly for SREG a hard register and UREG a pseudo register.  */
1898
1899   if (sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1900     {
1901       if (may_save_copy
1902           && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1903         {
1904           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1905           qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1906         }
1907       else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1908         {
1909           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1910           qty_phys_num_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1911         }
1912       return 0;
1913     }
1914
1915   /* At this point we know that SREG and UREG are both pseudos.
1916      Do nothing if SREG already has a quantity or is a register that we
1917      don't allocate.  */
1918   if (reg_qty[sreg] >= -1
1919       /* If we are not going to let any regs live across calls,
1920          don't tie a call-crossing reg to a non-call-crossing reg.  */
1921       || (current_function_has_nonlocal_label
1922           && ((REG_N_CALLS_CROSSED (ureg) > 0)
1923               != (REG_N_CALLS_CROSSED (sreg) > 0))))
1924     return 0;
1925
1926   /* We don't already know about SREG, so tie it to UREG
1927      if this is the last use of UREG, provided the classes they want
1928      are compatible.  */
1929
1930   if ((already_dead || find_regno_note (insn, REG_DEAD, ureg))
1931       && reg_meets_class_p (sreg, qty[reg_qty[ureg]].min_class))
1932     {
1933       /* Add SREG to UREG's quantity.  */
1934       sqty = reg_qty[ureg];
1935       reg_qty[sreg] = sqty;
1936       reg_offset[sreg] = reg_offset[ureg] + offset;
1937       reg_next_in_qty[sreg] = qty[sqty].first_reg;
1938       qty[sqty].first_reg = sreg;
1939
1940       /* If SREG's reg class is smaller, set qty[SQTY].min_class.  */
1941       update_qty_class (sqty, sreg);
1942
1943       /* Update info about quantity SQTY.  */
1944       qty[sqty].n_calls_crossed += REG_N_CALLS_CROSSED (sreg);
1945       qty[sqty].n_refs += REG_N_REFS (sreg);
1946       qty[sqty].freq += REG_FREQ (sreg);
1947       if (usize < ssize)
1948         {
1949           int i;
1950
1951           for (i = qty[sqty].first_reg; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1952             reg_offset[i] -= offset;
1953
1954           qty[sqty].size = ssize;
1955           qty[sqty].mode = GET_MODE (setreg);
1956         }
1957     }
1958   else
1959     return 0;
1960
1961   return 1;
1962 }
1963 \f
1964 /* Return 1 if the preferred class of REG allows it to be tied
1965    to a quantity or register whose class is CLASS.
1966    True if REG's reg class either contains or is contained in CLASS.  */
1967
1968 static int
1969 reg_meets_class_p (reg, class)
1970      int reg;
1971      enum reg_class class;
1972 {
1973   enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
1974   return (reg_class_subset_p (rclass, class)
1975           || reg_class_subset_p (class, rclass));
1976 }
1977
1978 /* Update the class of QTYNO assuming that REG is being tied to it.  */
1979
1980 static void
1981 update_qty_class (qtyno, reg)
1982      int qtyno;
1983      int reg;
1984 {
1985   enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
1986   if (reg_class_subset_p (rclass, qty[qtyno].min_class))
1987     qty[qtyno].min_class = rclass;
1988
1989   rclass = reg_alternate_class (reg);
1990   if (reg_class_subset_p (rclass, qty[qtyno].alternate_class))
1991     qty[qtyno].alternate_class = rclass;
1992
1993   if (REG_CHANGES_MODE (reg))
1994     qty[qtyno].changes_mode = 1;
1995 }
1996 \f
1997 /* Handle something which alters the value of an rtx REG.
1998
1999    REG is whatever is set or clobbered.  SETTER is the rtx that
2000    is modifying the register.
2001
2002    If it is not really a register, we do nothing.
2003    The file-global variables `this_insn' and `this_insn_number'
2004    carry info from `block_alloc'.  */
2005
2006 static void
2007 reg_is_set (reg, setter, data)
2008      rtx reg;
2009      rtx setter;
2010      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
2011 {
2012   /* Note that note_stores will only pass us a SUBREG if it is a SUBREG of
2013      a hard register.  These may actually not exist any more.  */
2014
2015   if (GET_CODE (reg) != SUBREG
2016       && GET_CODE (reg) != REG)
2017     return;
2018
2019   /* Mark this register as being born.  If it is used in a CLOBBER, mark
2020      it as being born halfway between the previous insn and this insn so that
2021      it conflicts with our inputs but not the outputs of the previous insn.  */
2022
2023   reg_is_born (reg, 2 * this_insn_number - (GET_CODE (setter) == CLOBBER));
2024 }
2025 \f
2026 /* Handle beginning of the life of register REG.
2027    BIRTH is the index at which this is happening.  */
2028
2029 static void
2030 reg_is_born (reg, birth)
2031      rtx reg;
2032      int birth;
2033 {
2034   int regno;
2035
2036   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
2037     {
2038       regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
2039       if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2040         regno = subreg_hard_regno (reg, 1);
2041     }
2042   else
2043     regno = REGNO (reg);
2044
2045   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2046     {
2047       mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1);
2048
2049       /* If the register was to have been born earlier that the present
2050          insn, mark it as live where it is actually born.  */
2051       if (birth < 2 * this_insn_number)
2052         post_mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1, birth, 2 * this_insn_number);
2053     }
2054   else
2055     {
2056       if (reg_qty[regno] == -2)
2057         alloc_qty (regno, GET_MODE (reg), PSEUDO_REGNO_SIZE (regno), birth);
2058
2059       /* If this register has a quantity number, show that it isn't dead.  */
2060       if (reg_qty[regno] >= 0)
2061         qty[reg_qty[regno]].death = -1;
2062     }
2063 }
2064
2065 /* Record the death of REG in the current insn.  If OUTPUT_P is non-zero,
2066    REG is an output that is dying (i.e., it is never used), otherwise it
2067    is an input (the normal case).
2068    If OUTPUT_P is 1, then we extend the life past the end of this insn.  */
2069
2070 static void
2071 wipe_dead_reg (reg, output_p)
2072      rtx reg;
2073      int output_p;
2074 {
2075   int regno = REGNO (reg);
2076
2077   /* If this insn has multiple results,
2078      and the dead reg is used in one of the results,
2079      extend its life to after this insn,
2080      so it won't get allocated together with any other result of this insn.
2081
2082      It is unsafe to use !single_set here since it will ignore an unused
2083      output.  Just because an output is unused does not mean the compiler
2084      can assume the side effect will not occur.   Consider if REG appears
2085      in the address of an output and we reload the output.  If we allocate
2086      REG to the same hard register as an unused output we could set the hard
2087      register before the output reload insn.  */
2088   if (GET_CODE (PATTERN (this_insn)) == PARALLEL
2089       && multiple_sets (this_insn))
2090     {
2091       int i;
2092       for (i = XVECLEN (PATTERN (this_insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2093         {
2094           rtx set = XVECEXP (PATTERN (this_insn), 0, i);
2095           if (GET_CODE (set) == SET
2096               && GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
2097               && !rtx_equal_p (reg, SET_DEST (set))
2098               && reg_overlap_mentioned_p (reg, SET_DEST (set)))
2099             output_p = 1;
2100         }
2101     }
2102
2103   /* If this register is used in an auto-increment address, then extend its
2104      life to after this insn, so that it won't get allocated together with
2105      the result of this insn.  */
2106   if (! output_p && find_regno_note (this_insn, REG_INC, regno))
2107     output_p = 1;
2108
2109   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2110     {
2111       mark_life (regno, GET_MODE (reg), 0);
2112
2113       /* If a hard register is dying as an output, mark it as in use at
2114          the beginning of this insn (the above statement would cause this
2115          not to happen).  */
2116       if (output_p)
2117         post_mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1,
2118                         2 * this_insn_number, 2 * this_insn_number + 1);
2119     }
2120
2121   else if (reg_qty[regno] >= 0)
2122     qty[reg_qty[regno]].death = 2 * this_insn_number + output_p;
2123 }
2124 \f
2125 /* Find a block of SIZE words of hard regs in reg_class CLASS
2126    that can hold something of machine-mode MODE
2127      (but actually we test only the first of the block for holding MODE)
2128    and still free between insn BORN_INDEX and insn DEAD_INDEX,
2129    and return the number of the first of them.
2130    Return -1 if such a block cannot be found.
2131    If QTYNO crosses calls, insist on a register preserved by calls,
2132    unless ACCEPT_CALL_CLOBBERED is nonzero.
2133
2134    If JUST_TRY_SUGGESTED is non-zero, only try to see if the suggested
2135    register is available.  If not, return -1.  */
2136
2137 static int
2138 find_free_reg (class, mode, qtyno, accept_call_clobbered, just_try_suggested,
2139                born_index, dead_index)
2140      enum reg_class class;
2141      enum machine_mode mode;
2142      int qtyno;
2143      int accept_call_clobbered;
2144      int just_try_suggested;
2145      int born_index, dead_index;
2146 {
2147   int i, ins;
2148 #ifdef HARD_REG_SET
2149   /* Declare it register if it's a scalar.  */
2150   register
2151 #endif
2152     HARD_REG_SET used, first_used;
2153 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2154   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
2155 #endif
2156
2157   /* Validate our parameters.  */
2158   if (born_index < 0 || born_index > dead_index)
2159     abort ();
2160
2161   /* Don't let a pseudo live in a reg across a function call
2162      if we might get a nonlocal goto.  */
2163   if (current_function_has_nonlocal_label
2164       && qty[qtyno].n_calls_crossed > 0)
2165     return -1;
2166
2167   if (accept_call_clobbered)
2168     COPY_HARD_REG_SET (used, call_fixed_reg_set);
2169   else if (qty[qtyno].n_calls_crossed == 0)
2170     COPY_HARD_REG_SET (used, fixed_reg_set);
2171   else
2172     COPY_HARD_REG_SET (used, call_used_reg_set);
2173
2174   if (accept_call_clobbered)
2175     IOR_HARD_REG_SET (used, losing_caller_save_reg_set);
2176
2177   for (ins = born_index; ins < dead_index; ins++)
2178     IOR_HARD_REG_SET (used, regs_live_at[ins]);
2179
2180   IOR_COMPL_HARD_REG_SET (used, reg_class_contents[(int) class]);
2181
2182   /* Don't use the frame pointer reg in local-alloc even if
2183      we may omit the frame pointer, because if we do that and then we
2184      need a frame pointer, reload won't know how to move the pseudo
2185      to another hard reg.  It can move only regs made by global-alloc.
2186
2187      This is true of any register that can be eliminated.  */
2188 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2189   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
2190     SET_HARD_REG_BIT (used, eliminables[i].from);
2191 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
2192   /* If FRAME_POINTER_REGNUM is not a real register, then protect the one
2193      that it might be eliminated into.  */
2194   SET_HARD_REG_BIT (used, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
2195 #endif
2196 #else
2197   SET_HARD_REG_BIT (used, FRAME_POINTER_REGNUM);
2198 #endif
2199
2200 #ifdef CLASS_CANNOT_CHANGE_MODE
2201   if (qty[qtyno].changes_mode)
2202     IOR_HARD_REG_SET (used,
2203                       reg_class_contents[(int) CLASS_CANNOT_CHANGE_MODE]);
2204 #endif
2205
2206   /* Normally, the registers that can be used for the first register in
2207      a multi-register quantity are the same as those that can be used for
2208      subsequent registers.  However, if just trying suggested registers,
2209      restrict our consideration to them.  If there are copy-suggested
2210      register, try them.  Otherwise, try the arithmetic-suggested
2211      registers.  */
2212   COPY_HARD_REG_SET (first_used, used);
2213
2214   if (just_try_suggested)
2215     {
2216       if (qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] != 0)
2217         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_copy_sugg[qtyno]);
2218       else
2219         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_sugg[qtyno]);
2220     }
2221
2222   /* If all registers are excluded, we can't do anything.  */
2223   GO_IF_HARD_REG_SUBSET (reg_class_contents[(int) ALL_REGS], first_used, fail);
2224
2225   /* If at least one would be suitable, test each hard reg.  */
2226
2227   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2228     {
2229 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
2230       int regno = reg_alloc_order[i];
2231 #else
2232       int regno = i;
2233 #endif
2234       if (! TEST_HARD_REG_BIT (first_used, regno)
2235           && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
2236           && (qty[qtyno].n_calls_crossed == 0
2237               || accept_call_clobbered
2238               || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
2239         {
2240           int j;
2241           int size1 = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2242           for (j = 1; j < size1 && ! TEST_HARD_REG_BIT (used, regno + j); j++);
2243           if (j == size1)
2244             {
2245               /* Mark that this register is in use between its birth and death
2246                  insns.  */
2247               post_mark_life (regno, mode, 1, born_index, dead_index);
2248               return regno;
2249             }
2250 #ifndef REG_ALLOC_ORDER
2251           /* Skip starting points we know will lose.  */
2252           i += j;
2253 #endif
2254         }
2255     }
2256
2257  fail:
2258   /* If we are just trying suggested register, we have just tried copy-
2259      suggested registers, and there are arithmetic-suggested registers,
2260      try them.  */
2261
2262   /* If it would be profitable to allocate a call-clobbered register
2263      and save and restore it around calls, do that.  */
2264   if (just_try_suggested && qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] != 0
2265       && qty_phys_num_sugg[qtyno] != 0)
2266     {
2267       /* Don't try the copy-suggested regs again.  */
2268       qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] = 0;
2269       return find_free_reg (class, mode, qtyno, accept_call_clobbered, 1,
2270                             born_index, dead_index);
2271     }
2272
2273   /* We need not check to see if the current function has nonlocal
2274      labels because we don't put any pseudos that are live over calls in
2275      registers in that case.  */
2276
2277   if (! accept_call_clobbered
2278       && flag_caller_saves
2279       && ! just_try_suggested
2280       && qty[qtyno].n_calls_crossed != 0
2281       && CALLER_SAVE_PROFITABLE (qty[qtyno].n_refs,
2282                                  qty[qtyno].n_calls_crossed))
2283     {
2284       i = find_free_reg (class, mode, qtyno, 1, 0, born_index, dead_index);
2285       if (i >= 0)
2286         caller_save_needed = 1;
2287       return i;
2288     }
2289   return -1;
2290 }
2291 \f
2292 /* Mark that REGNO with machine-mode MODE is live starting from the current
2293    insn (if LIFE is non-zero) or dead starting at the current insn (if LIFE
2294    is zero).  */
2295
2296 static void
2297 mark_life (regno, mode, life)
2298      int regno;
2299      enum machine_mode mode;
2300      int life;
2301 {
2302   int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2303   if (life)
2304     while (--j >= 0)
2305       SET_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2306   else
2307     while (--j >= 0)
2308       CLEAR_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2309 }
2310
2311 /* Mark register number REGNO (with machine-mode MODE) as live (if LIFE
2312    is non-zero) or dead (if LIFE is zero) from insn number BIRTH (inclusive)
2313    to insn number DEATH (exclusive).  */
2314
2315 static void
2316 post_mark_life (regno, mode, life, birth, death)
2317      int regno;
2318      enum machine_mode mode;
2319      int life, birth, death;
2320 {
2321   int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2322 #ifdef HARD_REG_SET
2323   /* Declare it register if it's a scalar.  */
2324   register
2325 #endif
2326     HARD_REG_SET this_reg;
2327
2328   CLEAR_HARD_REG_SET (this_reg);
2329   while (--j >= 0)
2330     SET_HARD_REG_BIT (this_reg, regno + j);
2331
2332   if (life)
2333     while (birth < death)
2334       {
2335         IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2336         birth++;
2337       }
2338   else
2339     while (birth < death)
2340       {
2341         AND_COMPL_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2342         birth++;
2343       }
2344 }
2345 \f
2346 /* INSN is the CLOBBER insn that starts a REG_NO_NOCONFLICT block, R0
2347    is the register being clobbered, and R1 is a register being used in
2348    the equivalent expression.
2349
2350    If R1 dies in the block and has a REG_NO_CONFLICT note on every insn
2351    in which it is used, return 1.
2352
2353    Otherwise, return 0.  */
2354
2355 static int
2356 no_conflict_p (insn, r0, r1)
2357      rtx insn, r0 ATTRIBUTE_UNUSED, r1;
2358 {
2359   int ok = 0;
2360   rtx note = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2361   rtx p, last;
2362
2363   /* If R1 is a hard register, return 0 since we handle this case
2364      when we scan the insns that actually use it.  */
2365
2366   if (note == 0
2367       || (GET_CODE (r1) == REG && REGNO (r1) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2368       || (GET_CODE (r1) == SUBREG && GET_CODE (SUBREG_REG (r1)) == REG
2369           && REGNO (SUBREG_REG (r1)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2370     return 0;
2371
2372   last = XEXP (note, 0);
2373
2374   for (p = NEXT_INSN (insn); p && p != last; p = NEXT_INSN (p))
2375     if (INSN_P (p))
2376       {
2377         if (find_reg_note (p, REG_DEAD, r1))
2378           ok = 1;
2379
2380         /* There must be a REG_NO_CONFLICT note on every insn, otherwise
2381            some earlier optimization pass has inserted instructions into
2382            the sequence, and it is not safe to perform this optimization.
2383            Note that emit_no_conflict_block always ensures that this is
2384            true when these sequences are created.  */
2385         if (! find_reg_note (p, REG_NO_CONFLICT, r1))
2386           return 0;
2387       }
2388
2389   return ok;
2390 }
2391 \f
2392 /* Return the number of alternatives for which the constraint string P
2393    indicates that the operand must be equal to operand 0 and that no register
2394    is acceptable.  */
2395
2396 static int
2397 requires_inout (p)
2398      const char *p;
2399 {
2400   char c;
2401   int found_zero = 0;
2402   int reg_allowed = 0;
2403   int num_matching_alts = 0;
2404
2405   while ((c = *p++))
2406     switch (c)
2407       {
2408       case '=':  case '+':  case '?':
2409       case '#':  case '&':  case '!':
2410       case '*':  case '%':
2411       case 'm':  case '<':  case '>':  case 'V':  case 'o':
2412       case 'E':  case 'F':  case 'G':  case 'H':
2413       case 's':  case 'i':  case 'n':
2414       case 'I':  case 'J':  case 'K':  case 'L':
2415       case 'M':  case 'N':  case 'O':  case 'P':
2416       case 'X':
2417         /* These don't say anything we care about.  */
2418         break;
2419
2420       case ',':
2421         if (found_zero && ! reg_allowed)
2422           num_matching_alts++;
2423
2424         found_zero = reg_allowed = 0;
2425         break;
2426
2427       case '0':
2428         found_zero = 1;
2429         break;
2430
2431       case '1':  case '2':  case '3':  case '4': case '5':
2432       case '6':  case '7':  case '8':  case '9':
2433         /* Skip the balance of the matching constraint.  */
2434         while (ISDIGIT (*p))
2435           p++;
2436         break;
2437
2438       default:
2439         if (REG_CLASS_FROM_LETTER (c) == NO_REGS)
2440           break;
2441         /* FALLTHRU */
2442       case 'p':
2443       case 'g': case 'r':
2444         reg_allowed = 1;
2445         break;
2446       }
2447
2448   if (found_zero && ! reg_allowed)
2449     num_matching_alts++;
2450
2451   return num_matching_alts;
2452 }
2453 \f
2454 void
2455 dump_local_alloc (file)
2456      FILE *file;
2457 {
2458   int i;
2459   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
2460     if (reg_renumber[i] != -1)
2461       fprintf (file, ";; Register %d in %d.\n", i, reg_renumber[i]);
2462 }