OSDN Git Service

* version.c: Bump for new snapshot.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / local-alloc.c
1 /* Allocate registers within a basic block, for GNU compiler.
2    Copyright (C) 1987, 88, 91, 93-6, 1997 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU CC.
5
6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
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 cannot be reallocated by global.c if the hard
59    register is used as a spill register.  So we don't allocate such pseudos
60    here if their preferred class is likely to be used by spills.  */
61
62 #include <stdio.h>
63 #include "config.h"
64 #include "rtl.h"
65 #include "flags.h"
66 #include "basic-block.h"
67 #include "regs.h"
68 #include "hard-reg-set.h"
69 #include "insn-config.h"
70 #include "recog.h"
71 #include "output.h"
72 \f
73 /* Next quantity number available for allocation.  */
74
75 static int next_qty;
76
77 /* In all the following vectors indexed by quantity number.  */
78
79 /* Element Q is the hard reg number chosen for quantity Q,
80    or -1 if none was found.  */
81
82 static short *qty_phys_reg;
83
84 /* We maintain two hard register sets that indicate suggested hard registers
85    for each quantity.  The first, qty_phys_copy_sugg, contains hard registers
86    that are tied to the quantity by a simple copy.  The second contains all
87    hard registers that are tied to the quantity via an arithmetic operation.
88
89    The former register set is given priority for allocation.  This tends to
90    eliminate copy insns.  */
91
92 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
93    copy insns.  */
94
95 static HARD_REG_SET *qty_phys_copy_sugg;
96
97 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
98    arithmetic insns.  */
99
100 static HARD_REG_SET *qty_phys_sugg;
101
102 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_copy_sugg.  */
103
104 static short *qty_phys_num_copy_sugg;
105
106 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_sugg.  */
107
108 static short *qty_phys_num_sugg;
109
110 /* Element Q is the number of refs to quantity Q.  */
111
112 static int *qty_n_refs;
113
114 /* Element Q is a reg class contained in (smaller than) the
115    preferred classes of all the pseudo regs that are tied in quantity Q.
116    This is the preferred class for allocating that quantity.  */
117
118 static enum reg_class *qty_min_class;
119
120 /* Insn number (counting from head of basic block)
121    where quantity Q was born.  -1 if birth has not been recorded.  */
122
123 static int *qty_birth;
124
125 /* Insn number (counting from head of basic block)
126    where quantity Q died.  Due to the way tying is done,
127    and the fact that we consider in this pass only regs that die but once,
128    a quantity can die only once.  Each quantity's life span
129    is a set of consecutive insns.  -1 if death has not been recorded.  */
130
131 static int *qty_death;
132
133 /* Number of words needed to hold the data in quantity Q.
134    This depends on its machine mode.  It is used for these purposes:
135    1. It is used in computing the relative importances of qtys,
136       which determines the order in which we look for regs for them.
137    2. It is used in rules that prevent tying several registers of
138       different sizes in a way that is geometrically impossible
139       (see combine_regs).  */
140
141 static int *qty_size;
142
143 /* This holds the mode of the registers that are tied to qty Q,
144    or VOIDmode if registers with differing modes are tied together.  */
145
146 static enum machine_mode *qty_mode;
147
148 /* Number of times a reg tied to qty Q lives across a CALL_INSN.  */
149
150 static int *qty_n_calls_crossed;
151
152 /* Register class within which we allocate qty Q if we can't get
153    its preferred class.  */
154
155 static enum reg_class *qty_alternate_class;
156
157 /* Element Q is the SCRATCH expression for which this quantity is being
158    allocated or 0 if this quantity is allocating registers.  */
159
160 static rtx *qty_scratch_rtx;
161
162 /* Element Q is nonzero if this quantity has been used in a SUBREG
163    that changes its size.  */
164
165 static char *qty_changes_size;
166
167 /* Element Q is the register number of one pseudo register whose
168    reg_qty value is Q, or -1 is this quantity is for a SCRATCH.  This
169    register should be the head of the chain maintained in reg_next_in_qty.  */
170
171 static int *qty_first_reg;
172
173 /* If (REG N) has been assigned a quantity number, is a register number
174    of another register assigned the same quantity number, or -1 for the
175    end of the chain.  qty_first_reg point to the head of this chain.  */
176
177 static int *reg_next_in_qty;
178
179 /* reg_qty[N] (where N is a pseudo reg number) is the qty number of that reg
180    if it is >= 0,
181    of -1 if this register cannot be allocated by local-alloc,
182    or -2 if not known yet.
183
184    Note that if we see a use or death of pseudo register N with
185    reg_qty[N] == -2, register N must be local to the current block.  If
186    it were used in more than one block, we would have reg_qty[N] == -1.
187    This relies on the fact that if reg_basic_block[N] is >= 0, register N
188    will not appear in any other block.  We save a considerable number of
189    tests by exploiting this.
190
191    If N is < FIRST_PSEUDO_REGISTER, reg_qty[N] is undefined and should not
192    be referenced.  */
193
194 static int *reg_qty;
195
196 /* The offset (in words) of register N within its quantity.
197    This can be nonzero if register N is SImode, and has been tied
198    to a subreg of a DImode register.  */
199
200 static char *reg_offset;
201
202 /* Vector of substitutions of register numbers,
203    used to map pseudo regs into hardware regs.
204    This is set up as a result of register allocation.
205    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
206    or is -1 if no hard reg was assigned.
207    If N is a hard reg number, element N is N.  */
208
209 short *reg_renumber;
210
211 /* Set of hard registers live at the current point in the scan
212    of the instructions in a basic block.  */
213
214 static HARD_REG_SET regs_live;
215
216 /* Each set of hard registers indicates registers live at a particular
217    point in the basic block.  For N even, regs_live_at[N] says which
218    hard registers are needed *after* insn N/2 (i.e., they may not
219    conflict with the outputs of insn N/2 or the inputs of insn N/2 + 1.
220
221    If an object is to conflict with the inputs of insn J but not the
222    outputs of insn J + 1, we say it is born at index J*2 - 1.  Similarly,
223    if it is to conflict with the outputs of insn J but not the inputs of
224    insn J + 1, it is said to die at index J*2 + 1.  */
225
226 static HARD_REG_SET *regs_live_at;
227
228 int *scratch_block;
229 rtx *scratch_list;
230 int scratch_list_length;
231 static int scratch_index;
232
233 /* Communicate local vars `insn_number' and `insn'
234    from `block_alloc' to `reg_is_set', `wipe_dead_reg', and `alloc_qty'.  */
235 static int this_insn_number;
236 static rtx this_insn;
237
238 /* Used to communicate changes made by update_equiv_regs to
239    memref_referenced_p.  reg_equiv_replacement is set for any REG_EQUIV note
240    found or created, so that we can keep track of what memory accesses might
241    be created later, e.g. by reload.  */
242
243 static rtx *reg_equiv_replacement;
244
245 static void alloc_qty           PROTO((int, enum machine_mode, int, int));
246 static void alloc_qty_for_scratch PROTO((rtx, int, rtx, int, int));
247 static void validate_equiv_mem_from_store PROTO((rtx, rtx));
248 static int validate_equiv_mem   PROTO((rtx, rtx, rtx));
249 static int memref_referenced_p  PROTO((rtx, rtx));
250 static int memref_used_between_p PROTO((rtx, rtx, rtx));
251 static void optimize_reg_copy_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
252 static void optimize_reg_copy_2 PROTO((rtx, rtx, rtx));
253 static void update_equiv_regs   PROTO((void));
254 static void block_alloc         PROTO((int));
255 static int qty_sugg_compare     PROTO((int, int));
256 static int qty_sugg_compare_1   PROTO((const GENERIC_PTR, const GENERIC_PTR));
257 static int qty_compare          PROTO((int, int));
258 static int qty_compare_1        PROTO((const GENERIC_PTR, const GENERIC_PTR));
259 static int combine_regs         PROTO((rtx, rtx, int, int, rtx, int));
260 static int reg_meets_class_p    PROTO((int, enum reg_class));
261 static int reg_classes_overlap_p PROTO((enum reg_class, enum reg_class,
262                                         int));
263 static void update_qty_class    PROTO((int, int));
264 static void reg_is_set          PROTO((rtx, rtx));
265 static void reg_is_born         PROTO((rtx, int));
266 static void wipe_dead_reg       PROTO((rtx, int));
267 static int find_free_reg        PROTO((enum reg_class, enum machine_mode,
268                                        int, int, int, int, int));
269 static void mark_life           PROTO((int, enum machine_mode, int));
270 static void post_mark_life      PROTO((int, enum machine_mode, int, int, int));
271 static int no_conflict_p        PROTO((rtx, rtx, rtx));
272 static int requires_inout       PROTO((char *));
273 \f
274 /* Allocate a new quantity (new within current basic block)
275    for register number REGNO which is born at index BIRTH
276    within the block.  MODE and SIZE are info on reg REGNO.  */
277
278 static void
279 alloc_qty (regno, mode, size, birth)
280      int regno;
281      enum machine_mode mode;
282      int size, birth;
283 {
284   register int qty = next_qty++;
285
286   reg_qty[regno] = qty;
287   reg_offset[regno] = 0;
288   reg_next_in_qty[regno] = -1;
289
290   qty_first_reg[qty] = regno;
291   qty_size[qty] = size;
292   qty_mode[qty] = mode;
293   qty_birth[qty] = birth;
294   qty_n_calls_crossed[qty] = REG_N_CALLS_CROSSED (regno);
295   qty_min_class[qty] = reg_preferred_class (regno);
296   qty_alternate_class[qty] = reg_alternate_class (regno);
297   qty_n_refs[qty] = REG_N_REFS (regno);
298   qty_changes_size[qty] = REG_CHANGES_SIZE (regno);
299 }
300 \f
301 /* Similar to `alloc_qty', but allocates a quantity for a SCRATCH rtx
302    used as operand N in INSN.  We assume here that the SCRATCH is used in
303    a CLOBBER.  */
304
305 static void
306 alloc_qty_for_scratch (scratch, n, insn, insn_code_num, insn_number)
307      rtx scratch;
308      int n;
309      rtx insn;
310      int insn_code_num, insn_number;
311 {
312   register int qty;
313   enum reg_class class;
314   char *p, c;
315   int i;
316
317 #ifdef REGISTER_CONSTRAINTS
318   /* If we haven't yet computed which alternative will be used, do so now.
319      Then set P to the constraints for that alternative.  */
320   if (which_alternative == -1)
321     if (! constrain_operands (insn_code_num, 0))
322       return;
323
324   for (p = insn_operand_constraint[insn_code_num][n], i = 0;
325        *p && i < which_alternative; p++)
326     if (*p == ',')
327       i++;
328
329   /* Compute the class required for this SCRATCH.  If we don't need a
330      register, the class will remain NO_REGS.  If we guessed the alternative
331      number incorrectly, reload will fix things up for us.  */
332
333   class = NO_REGS;
334   while ((c = *p++) != '\0' && c != ',')
335     switch (c)
336       {
337       case '=':  case '+':  case '?':
338       case '#':  case '&':  case '!':
339       case '*':  case '%':  
340       case '0':  case '1':  case '2':  case '3':  case '4':
341       case 'm':  case '<':  case '>':  case 'V':  case 'o':
342       case 'E':  case 'F':  case 'G':  case 'H':
343       case 's':  case 'i':  case 'n':
344       case 'I':  case 'J':  case 'K':  case 'L':
345       case 'M':  case 'N':  case 'O':  case 'P':
346 #ifdef EXTRA_CONSTRAINT
347       case 'Q':  case 'R':  case 'S':  case 'T':  case 'U':
348 #endif
349       case 'p':
350         /* These don't say anything we care about.  */
351         break;
352
353       case 'X':
354         /* We don't need to allocate this SCRATCH.  */
355         return;
356
357       case 'g': case 'r':
358         class = reg_class_subunion[(int) class][(int) GENERAL_REGS];
359         break;
360
361       default:
362         class
363           = reg_class_subunion[(int) class][(int) REG_CLASS_FROM_LETTER (c)];
364         break;
365       }
366
367   if (class == NO_REGS)
368     return;
369
370 #else /* REGISTER_CONSTRAINTS */
371
372   class = GENERAL_REGS;
373 #endif
374   
375
376   qty = next_qty++;
377
378   qty_first_reg[qty] = -1;
379   qty_scratch_rtx[qty] = scratch;
380   qty_size[qty] = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (scratch));
381   qty_mode[qty] = GET_MODE (scratch);
382   qty_birth[qty] = 2 * insn_number - 1;
383   qty_death[qty] = 2 * insn_number + 1;
384   qty_n_calls_crossed[qty] = 0;
385   qty_min_class[qty] = class;
386   qty_alternate_class[qty] = NO_REGS;
387   qty_n_refs[qty] = 1;
388   qty_changes_size[qty] = 0;
389 }
390 \f
391 /* Main entry point of this file.  */
392
393 void
394 local_alloc ()
395 {
396   register int b, i;
397   int max_qty;
398
399   /* Leaf functions and non-leaf functions have different needs.
400      If defined, let the machine say what kind of ordering we
401      should use.  */
402 #ifdef ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC
403   ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC;
404 #endif
405
406   /* Promote REG_EQUAL notes to REG_EQUIV notes and adjust status of affected
407      registers.  */
408   update_equiv_regs ();
409
410   /* This sets the maximum number of quantities we can have.  Quantity
411      numbers start at zero and we can have one for each pseudo plus the
412      number of SCRATCHes in the largest block, in the worst case.  */
413   max_qty = (max_regno - FIRST_PSEUDO_REGISTER) + max_scratch;
414
415   /* Allocate vectors of temporary data.
416      See the declarations of these variables, above,
417      for what they mean.  */
418
419   /* There can be up to MAX_SCRATCH * N_BASIC_BLOCKS SCRATCHes to allocate.
420      Instead of allocating this much memory from now until the end of
421      reload, only allocate space for MAX_QTY SCRATCHes.  If there are more
422      reload will allocate them.  */
423
424   scratch_list_length = max_qty;
425   scratch_list = (rtx *) xmalloc (scratch_list_length * sizeof (rtx));
426   bzero ((char *) scratch_list, scratch_list_length * sizeof (rtx));
427   scratch_block = (int *) xmalloc (scratch_list_length * sizeof (int));
428   bzero ((char *) scratch_block, scratch_list_length * sizeof (int));
429   scratch_index = 0;
430
431   qty_phys_reg = (short *) alloca (max_qty * sizeof (short));
432   qty_phys_copy_sugg
433     = (HARD_REG_SET *) alloca (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
434   qty_phys_num_copy_sugg = (short *) alloca (max_qty * sizeof (short));
435   qty_phys_sugg = (HARD_REG_SET *) alloca (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
436   qty_phys_num_sugg = (short *) alloca (max_qty * sizeof (short));
437   qty_birth = (int *) alloca (max_qty * sizeof (int));
438   qty_death = (int *) alloca (max_qty * sizeof (int));
439   qty_scratch_rtx = (rtx *) alloca (max_qty * sizeof (rtx));
440   qty_first_reg = (int *) alloca (max_qty * sizeof (int));
441   qty_size = (int *) alloca (max_qty * sizeof (int));
442   qty_mode
443     = (enum machine_mode *) alloca (max_qty * sizeof (enum machine_mode));
444   qty_n_calls_crossed = (int *) alloca (max_qty * sizeof (int));
445   qty_min_class
446     = (enum reg_class *) alloca (max_qty * sizeof (enum reg_class));
447   qty_alternate_class
448     = (enum reg_class *) alloca (max_qty * sizeof (enum reg_class));
449   qty_n_refs = (int *) alloca (max_qty * sizeof (int));
450   qty_changes_size = (char *) alloca (max_qty * sizeof (char));
451
452   reg_qty = (int *) alloca (max_regno * sizeof (int));
453   reg_offset = (char *) alloca (max_regno * sizeof (char));
454   reg_next_in_qty = (int *) alloca (max_regno * sizeof (int));
455
456   /* Allocate the reg_renumber array */
457   allocate_reg_info (max_regno, FALSE, TRUE);
458
459   /* Determine which pseudo-registers can be allocated by local-alloc.
460      In general, these are the registers used only in a single block and
461      which only die once.  However, if a register's preferred class has only
462      a few entries, don't allocate this register here unless it is preferred
463      or nothing since retry_global_alloc won't be able to move it to
464      GENERAL_REGS if a reload register of this class is needed.
465
466      We need not be concerned with which block actually uses the register
467      since we will never see it outside that block.  */
468
469   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
470     {
471       if (REG_BASIC_BLOCK (i) >= 0 && REG_N_DEATHS (i) == 1
472           && (reg_alternate_class (i) == NO_REGS
473               || ! CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (i))))
474         reg_qty[i] = -2;
475       else
476         reg_qty[i] = -1;
477     }
478
479   /* Force loop below to initialize entire quantity array.  */
480   next_qty = max_qty;
481
482   /* Allocate each block's local registers, block by block.  */
483
484   for (b = 0; b < n_basic_blocks; b++)
485     {
486       /* NEXT_QTY indicates which elements of the `qty_...'
487          vectors might need to be initialized because they were used
488          for the previous block; it is set to the entire array before
489          block 0.  Initialize those, with explicit loop if there are few,
490          else with bzero and bcopy.  Do not initialize vectors that are
491          explicit set by `alloc_qty'.  */
492
493       if (next_qty < 6)
494         {
495           for (i = 0; i < next_qty; i++)
496             {
497               qty_scratch_rtx[i] = 0;
498               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_copy_sugg[i]);
499               qty_phys_num_copy_sugg[i] = 0;
500               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_sugg[i]);
501               qty_phys_num_sugg[i] = 0;
502             }
503         }
504       else
505         {
506 #define CLEAR(vector)  \
507           bzero ((char *) (vector), (sizeof (*(vector))) * next_qty);
508
509           CLEAR (qty_scratch_rtx);
510           CLEAR (qty_phys_copy_sugg);
511           CLEAR (qty_phys_num_copy_sugg);
512           CLEAR (qty_phys_sugg);
513           CLEAR (qty_phys_num_sugg);
514         }
515
516       next_qty = 0;
517
518       block_alloc (b);
519 #ifdef USE_C_ALLOCA
520       alloca (0);
521 #endif
522     }
523 }
524 \f
525 /* Depth of loops we are in while in update_equiv_regs.  */
526 static int loop_depth;
527
528 /* Used for communication between the following two functions: contains
529    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
530 static rtx equiv_mem;
531
532 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
533 static int equiv_mem_modified;
534
535 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
536    Called via note_stores.  */
537
538 static void
539 validate_equiv_mem_from_store (dest, set)
540      rtx dest;
541      rtx set;
542 {
543   if ((GET_CODE (dest) == REG
544        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
545       || (GET_CODE (dest) == MEM
546           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
547     equiv_mem_modified = 1;
548 }
549
550 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
551    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
552    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
553    CALL_INSN.
554
555    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
556
557 static int
558 validate_equiv_mem (start, reg, memref)
559      rtx start;
560      rtx reg;
561      rtx memref;
562 {
563   rtx insn;
564   rtx note;
565
566   equiv_mem = memref;
567   equiv_mem_modified = 0;
568
569   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
570      valid equivalence.  */
571   if (side_effects_p (memref))
572     return 0;
573
574   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
575     {
576       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
577         continue;
578
579       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
580         return 1;
581
582       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN && ! RTX_UNCHANGING_P (memref)
583           && ! CONST_CALL_P (insn))
584         return 0;
585
586       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store);
587
588       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
589          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
590          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
591          the trouble.  */
592
593       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
594         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
595              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
596             && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == REG
597             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
598           return 0;
599     }
600
601   return 0;
602 }
603 \f
604 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
605    to MEMREF.  */
606
607 static int
608 memref_referenced_p (memref, x)
609      rtx x;
610      rtx memref;
611 {
612   int i, j;
613   char *fmt;
614   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
615
616   switch (code)
617     {
618     case CONST_INT:
619     case CONST:
620     case LABEL_REF:
621     case SYMBOL_REF:
622     case CONST_DOUBLE:
623     case PC:
624     case CC0:
625     case HIGH:
626     case LO_SUM:
627       return 0;
628
629     case REG:
630       return (reg_equiv_replacement[REGNO (x)]
631               && memref_referenced_p (memref,
632                                       reg_equiv_replacement[REGNO (x)]));
633
634     case MEM:
635       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
636         return 1;
637       break;
638
639     case SET:
640       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
641          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
642       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) == MEM)
643         {
644           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
645             return 1;
646         }
647       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
648         return 1;
649
650       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
651     }
652
653   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
654   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
655     switch (fmt[i])
656       {
657       case 'e':
658         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
659           return 1;
660         break;
661       case 'E':
662         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
663           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
664             return 1;
665         break;
666       }
667
668   return 0;
669 }
670
671 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
672    that would be affected by a store to MEMREF.  */
673
674 static int
675 memref_used_between_p (memref, start, end)
676      rtx memref;
677      rtx start;
678      rtx end;
679 {
680   rtx insn;
681
682   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
683        insn = NEXT_INSN (insn))
684     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i'
685         && memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
686       return 1;
687
688   return 0;
689 }
690 \f
691 /* INSN is a copy from SRC to DEST, both registers, and SRC does not die
692    in INSN.
693
694    Search forward to see if SRC dies before either it or DEST is modified,
695    but don't scan past the end of a basic block.  If so, we can replace SRC
696    with DEST and let SRC die in INSN. 
697
698    This will reduce the number of registers live in that range and may enable
699    DEST to be tied to SRC, thus often saving one register in addition to a
700    register-register copy.  */
701
702 static void
703 optimize_reg_copy_1 (insn, dest, src)
704      rtx insn;
705      rtx dest;
706      rtx src;
707 {
708   rtx p, q;
709   rtx note;
710   rtx dest_death = 0;
711   int sregno = REGNO (src);
712   int dregno = REGNO (dest);
713
714   if (sregno == dregno
715 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
716       /* We don't want to mess with hard regs if register classes are small. */
717       || (SMALL_REGISTER_CLASSES
718           && (sregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
719               || dregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER))
720 #endif
721       /* We don't see all updates to SP if they are in an auto-inc memory
722          reference, so we must disallow this optimization on them.  */
723       || sregno == STACK_POINTER_REGNUM || dregno == STACK_POINTER_REGNUM)
724     return;
725
726   for (p = NEXT_INSN (insn); p; p = NEXT_INSN (p))
727     {
728       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
729           || (GET_CODE (p) == NOTE
730               && (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG
731                   || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)))
732         break;
733
734       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
735         continue;
736
737       if (reg_set_p (src, p) || reg_set_p (dest, p)
738           /* Don't change a USE of a register.  */
739           || (GET_CODE (PATTERN (p)) == USE
740               && reg_overlap_mentioned_p (src, XEXP (PATTERN (p), 0))))
741         break;
742
743       /* See if all of SRC dies in P.  This test is slightly more
744          conservative than it needs to be.  */
745       if ((note = find_regno_note (p, REG_DEAD, sregno)) != 0
746           && GET_MODE (XEXP (note, 0)) == GET_MODE (src))
747         {
748           int failed = 0;
749           int length = 0;
750           int d_length = 0;
751           int n_calls = 0;
752           int d_n_calls = 0;
753
754           /* We can do the optimization.  Scan forward from INSN again,
755              replacing regs as we go.  Set FAILED if a replacement can't
756              be done.  In that case, we can't move the death note for SRC.
757              This should be rare.  */
758
759           /* Set to stop at next insn.  */
760           for (q = next_real_insn (insn);
761                q != next_real_insn (p);
762                q = next_real_insn (q))
763             {
764               if (reg_overlap_mentioned_p (src, PATTERN (q)))
765                 {
766                   /* If SRC is a hard register, we might miss some
767                      overlapping registers with validate_replace_rtx,
768                      so we would have to undo it.  We can't if DEST is
769                      present in the insn, so fail in that combination
770                      of cases.  */
771                   if (sregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
772                       && reg_mentioned_p (dest, PATTERN (q)))
773                     failed = 1;
774
775                   /* Replace all uses and make sure that the register
776                      isn't still present.  */
777                   else if (validate_replace_rtx (src, dest, q)
778                            && (sregno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
779                                || ! reg_overlap_mentioned_p (src,
780                                                              PATTERN (q))))
781                     {
782                       /* We assume that a register is used exactly once per
783                          insn in the updates below.  If this is not correct,
784                          no great harm is done.  */
785                       if (sregno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
786                         REG_N_REFS (sregno) -= loop_depth;
787                       if (dregno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
788                         REG_N_REFS (dregno) += loop_depth;
789                     }
790                   else
791                     {
792                       validate_replace_rtx (dest, src, q);
793                       failed = 1;
794                     }
795                 }
796
797               /* Count the insns and CALL_INSNs passed.  If we passed the
798                  death note of DEST, show increased live length.  */
799               length++;
800               if (dest_death)
801                 d_length++;
802
803               /* If the insn in which SRC dies is a CALL_INSN, don't count it
804                  as a call that has been crossed.  Otherwise, count it.  */
805               if (q != p && GET_CODE (q) == CALL_INSN)
806                 {
807                   n_calls++;
808                   if (dest_death)
809                     d_n_calls++;
810                 }
811
812               /* If DEST dies here, remove the death note and save it for
813                  later.  Make sure ALL of DEST dies here; again, this is
814                  overly conservative.  */
815               if (dest_death == 0
816                   && (dest_death = find_regno_note (q, REG_DEAD, dregno)) != 0
817                   && GET_MODE (XEXP (dest_death, 0)) == GET_MODE (dest))
818                 remove_note (q, dest_death);
819             }
820
821           if (! failed)
822             {
823               if (sregno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
824                 {
825                   if (REG_LIVE_LENGTH (sregno) >= 0)
826                     {
827                       REG_LIVE_LENGTH (sregno) -= length;
828                       /* reg_live_length is only an approximation after
829                          combine if sched is not run, so make sure that we
830                          still have a reasonable value.  */
831                       if (REG_LIVE_LENGTH (sregno) < 2)
832                         REG_LIVE_LENGTH (sregno) = 2;
833                     }
834
835                   REG_N_CALLS_CROSSED (sregno) -= n_calls;
836                 }
837
838               if (dregno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
839                 {
840                   if (REG_LIVE_LENGTH (dregno) >= 0)
841                     REG_LIVE_LENGTH (dregno) += d_length;
842
843                   REG_N_CALLS_CROSSED (dregno) += d_n_calls;
844                 }
845
846               /* Move death note of SRC from P to INSN.  */
847               remove_note (p, note);
848               XEXP (note, 1) = REG_NOTES (insn);
849               REG_NOTES (insn) = note;
850             }
851
852           /* Put death note of DEST on P if we saw it die.  */
853           if (dest_death)
854             {
855               XEXP (dest_death, 1) = REG_NOTES (p);
856               REG_NOTES (p) = dest_death;
857             }
858
859           return;
860         }
861
862       /* If SRC is a hard register which is set or killed in some other
863          way, we can't do this optimization.  */
864       else if (sregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
865                && dead_or_set_p (p, src))
866         break;
867     }
868 }
869 \f
870 /* INSN is a copy of SRC to DEST, in which SRC dies.  See if we now have
871    a sequence of insns that modify DEST followed by an insn that sets
872    SRC to DEST in which DEST dies, with no prior modification of DEST.
873    (There is no need to check if the insns in between actually modify
874    DEST.  We should not have cases where DEST is not modified, but
875    the optimization is safe if no such modification is detected.)
876    In that case, we can replace all uses of DEST, starting with INSN and
877    ending with the set of SRC to DEST, with SRC.  We do not do this
878    optimization if a CALL_INSN is crossed unless SRC already crosses a
879    call or if DEST dies before the copy back to SRC.
880
881    It is assumed that DEST and SRC are pseudos; it is too complicated to do
882    this for hard registers since the substitutions we may make might fail.  */
883
884 static void
885 optimize_reg_copy_2 (insn, dest, src)
886      rtx insn;
887      rtx dest;
888      rtx src;
889 {
890   rtx p, q;
891   rtx set;
892   int sregno = REGNO (src);
893   int dregno = REGNO (dest);
894
895   for (p = NEXT_INSN (insn); p; p = NEXT_INSN (p))
896     {
897       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
898           || (GET_CODE (p) == NOTE
899               && (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG
900                   || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)))
901         break;
902
903       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
904         continue;
905
906       set = single_set (p);
907       if (set && SET_SRC (set) == dest && SET_DEST (set) == src
908           && find_reg_note (p, REG_DEAD, dest))
909         {
910           /* We can do the optimization.  Scan forward from INSN again,
911              replacing regs as we go.  */
912
913           /* Set to stop at next insn.  */
914           for (q = insn; q != NEXT_INSN (p); q = NEXT_INSN (q))
915             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (q)) == 'i')
916               {
917                 if (reg_mentioned_p (dest, PATTERN (q)))
918                   {
919                     PATTERN (q) = replace_rtx (PATTERN (q), dest, src);
920
921                     /* We assume that a register is used exactly once per
922                        insn in the updates below.  If this is not correct,
923                        no great harm is done.  */
924                     REG_N_REFS (dregno) -= loop_depth;
925                     REG_N_REFS (sregno) += loop_depth;
926                   }
927
928
929               if (GET_CODE (q) == CALL_INSN)
930                 {
931                   REG_N_CALLS_CROSSED (dregno)--;
932                   REG_N_CALLS_CROSSED (sregno)++;
933                 }
934               }
935
936           remove_note (p, find_reg_note (p, REG_DEAD, dest));
937           REG_N_DEATHS (dregno)--;
938           remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_DEAD, src));
939           REG_N_DEATHS (sregno)--;
940           return;
941         }
942
943       if (reg_set_p (src, p)
944           || find_reg_note (p, REG_DEAD, dest)
945           || (GET_CODE (p) == CALL_INSN && REG_N_CALLS_CROSSED (sregno) == 0))
946         break;
947     }
948 }
949 \f             
950 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
951    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
952    from a single constant).  Lower their priority for a register.
953
954    If such a register is only referenced once, try substituting its value
955    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
956    completely.  */
957
958 static void
959 update_equiv_regs ()
960 {
961   rtx *reg_equiv_init_insn = (rtx *) alloca (max_regno * sizeof (rtx *));
962   /* Set when an attempt should be made to replace a register with the
963      associated reg_equiv_replacement entry at the end of this function.  */
964   char *reg_equiv_replace
965     = (char *) alloca (max_regno * sizeof *reg_equiv_replace);
966   rtx insn;
967   int block, depth;
968
969   reg_equiv_replacement = (rtx *) alloca (max_regno * sizeof (rtx *));
970
971   bzero ((char *) reg_equiv_init_insn, max_regno * sizeof (rtx *));
972   bzero ((char *) reg_equiv_replacement, max_regno * sizeof (rtx *));
973   bzero ((char *) reg_equiv_replace, max_regno * sizeof *reg_equiv_replace);
974
975   init_alias_analysis ();
976
977   loop_depth = 1;
978
979   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
980      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
981      a register can be set below its use.  */
982   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
983     {
984       rtx note;
985       rtx set = single_set (insn);
986       rtx dest, src;
987       int regno;
988
989       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
990         {
991           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
992             loop_depth++;
993           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
994             loop_depth--;
995         }
996
997       /* If this insn contains more (or less) than a single SET, ignore it.  */
998       if (set == 0)
999         continue;
1000
1001       dest = SET_DEST (set);
1002       src = SET_SRC (set);
1003
1004       /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
1005          in a single basic block, see if the register is always equivalent
1006          to that memory location and if moving the store from INSN to the
1007          insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
1008          initializing insn.  */
1009
1010       if (GET_CODE (dest) == MEM && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
1011           && (regno = REGNO (SET_SRC (set))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1012           && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
1013           && reg_equiv_init_insn[regno] != 0
1014           && validate_equiv_mem (reg_equiv_init_insn[regno], SET_SRC (set),
1015                                  dest)
1016           && ! memref_used_between_p (SET_DEST (set),
1017                                       reg_equiv_init_insn[regno], insn))
1018         REG_NOTES (reg_equiv_init_insn[regno])
1019           = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUIV, dest,
1020                      REG_NOTES (reg_equiv_init_insn[regno]));
1021
1022       /* If this is a register-register copy where SRC is not dead, see if we
1023          can optimize it.  */
1024       if (flag_expensive_optimizations && GET_CODE (dest) == REG
1025           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
1026           && ! find_reg_note (insn, REG_DEAD, SET_SRC (set)))
1027         optimize_reg_copy_1 (insn, dest, SET_SRC (set));
1028
1029       /* Similarly for a pseudo-pseudo copy when SRC is dead.  */
1030       else if (flag_expensive_optimizations && GET_CODE (dest) == REG
1031                && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1032                && GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
1033                && REGNO (SET_SRC (set)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1034                && find_reg_note (insn, REG_DEAD, SET_SRC (set)))
1035         optimize_reg_copy_2 (insn, dest, SET_SRC (set));
1036
1037       /* Otherwise, we only handle the case of a pseudo register being set
1038          once and only if neither the source nor the destination are
1039          in a register class that's likely to be spilled.  */
1040       if (GET_CODE (dest) != REG
1041           || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
1042           || REG_N_SETS (regno) != 1
1043           || CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (REGNO (dest)))
1044           || (GET_CODE (src) == REG
1045               && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1046               && CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (REGNO (src)))))
1047         continue;
1048
1049       note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1050
1051 #ifdef DONT_RECORD_EQUIVALENCE
1052       /* Allow the target to reject promotions of some REG_EQUAL notes to
1053          REG_EQUIV notes.
1054
1055          In some cases this can improve register allocation if the existence
1056          of the REG_EQUIV note is likely to increase the lifetime of a register
1057          that is likely to be spilled.
1058
1059          It may also be necessary if the target can't handle certain constant
1060          expressions appearing randomly in insns, but for whatever reason
1061          those expressions must be considered legitimate constant expressions
1062          to prevent them from being forced into memory.  */
1063       if (note && DONT_RECORD_EQUIVALENCE (note))
1064         note = NULL;
1065 #endif
1066
1067       /* Record this insn as initializing this register.  */
1068       reg_equiv_init_insn[regno] = insn;
1069
1070       /* If this register is known to be equal to a constant, record that
1071          it is always equivalent to the constant.  */
1072       if (note && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
1073         PUT_MODE (note, (enum machine_mode) REG_EQUIV);
1074
1075       /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
1076          of that register.  Record this insn if the register is only used once
1077          more and the equivalence value is the same as our source.
1078
1079          The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
1080          indication that it may be more efficient to actually emit the insn
1081          as written (if no registers are available, reload will substitute
1082          the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
1083          dying in this insn whose death notes would be missed.
1084
1085          If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
1086          a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
1087          MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
1088          note.  */
1089          
1090       note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1091
1092       if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
1093           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
1094           && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
1095         REG_NOTES (insn) = note = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUIV, SET_SRC (set),
1096                                            REG_NOTES (insn));
1097
1098       if (note)
1099         {
1100           int regno = REGNO (dest);
1101
1102           reg_equiv_replacement[regno] = XEXP (note, 0);
1103
1104           /* Don't mess with things live during setjmp.  */
1105           if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0)
1106             {
1107               /* Note that the statement below does not affect the priority
1108                  in local-alloc!  */
1109               REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
1110
1111
1112               /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
1113                  set once and used once, indicate that the reference may be
1114                  replaced by the equivalence we computed above.  If the
1115                  register is only used in one basic block, this can't succeed
1116                  or combine would have done it.
1117
1118                  It would be nice to use "loop_depth * 2" in the compare
1119                  below.  Unfortunately, LOOP_DEPTH need not be constant within
1120                  a basic block so this would be too complicated.
1121
1122                  This case normally occurs when a parameter is read from
1123                  memory and then used exactly once, not in a loop.  */
1124
1125                 if (REG_N_REFS (regno) == 2
1126                     && REG_BASIC_BLOCK (regno) < 0
1127                     && rtx_equal_p (XEXP (note, 0), SET_SRC (set)))
1128                   reg_equiv_replace[regno] = 1;
1129             }
1130         }
1131     }
1132
1133   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
1134      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
1135      reference with the equivalent from.  If we can, delete the
1136      initializing reference and this register will go away.  If we
1137      can't replace the reference, and the instruction is not in a
1138      loop, then move the register initialization just before the use,
1139      so that they are in the same basic block.  */
1140   block = -1;
1141   depth = 0;
1142   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1143     {
1144       rtx link;
1145
1146       /* Keep track of which basic block we are in.  */
1147       if (block + 1 < n_basic_blocks
1148           && basic_block_head[block + 1] == insn)
1149         ++block;
1150
1151       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
1152         {
1153           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
1154             {
1155               if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1156                 ++depth;
1157               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1158                 {
1159                   --depth;
1160                   if (depth < 0)
1161                     abort ();
1162                 }
1163             }
1164
1165           continue;
1166         }
1167
1168       for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1169         {
1170           if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1171               /* Make sure this insn still refers to the register.  */
1172               && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
1173             {
1174               int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
1175               rtx equiv_insn;
1176
1177               if (! reg_equiv_replace[regno])
1178                 continue;
1179
1180               equiv_insn = reg_equiv_init_insn[regno];
1181
1182               if (validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
1183                                         reg_equiv_replacement[regno], insn))
1184                 {
1185                   remove_death (regno, insn);
1186                   REG_N_REFS (regno) = 0;
1187                   PUT_CODE (equiv_insn, NOTE);
1188                   NOTE_LINE_NUMBER (equiv_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
1189                   NOTE_SOURCE_FILE (equiv_insn) = 0;
1190                 }
1191               /* If we aren't in a loop, and there are no calls in
1192                  INSN or in the initialization of the register, then
1193                  move the initialization of the register to just
1194                  before INSN.  Update the flow information.  */
1195               else if (depth == 0
1196                        && GET_CODE (equiv_insn) == INSN
1197                        && GET_CODE (insn) == INSN
1198                        && REG_BASIC_BLOCK (regno) < 0)
1199                 {
1200                   int l;
1201
1202                   emit_insn_before (copy_rtx (PATTERN (equiv_insn)), insn);
1203                   REG_NOTES (PREV_INSN (insn)) = REG_NOTES (equiv_insn);
1204
1205                   PUT_CODE (equiv_insn, NOTE);
1206                   NOTE_LINE_NUMBER (equiv_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
1207                   NOTE_SOURCE_FILE (equiv_insn) = 0;
1208                   REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
1209
1210                   if (block < 0)
1211                     REG_BASIC_BLOCK (regno) = 0;
1212                   else
1213                     REG_BASIC_BLOCK (regno) = block;
1214                   REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
1215                   REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
1216
1217                   if (block >= 0 && insn == basic_block_head[block])
1218                     basic_block_head[block] = PREV_INSN (insn);
1219
1220                   for (l = 0; l < n_basic_blocks; l++)
1221                     CLEAR_REGNO_REG_SET (basic_block_live_at_start[l], regno);
1222                 }
1223             }
1224         }
1225     }
1226 }
1227 \f
1228 /* Allocate hard regs to the pseudo regs used only within block number B.
1229    Only the pseudos that die but once can be handled.  */
1230
1231 static void
1232 block_alloc (b)
1233      int b;
1234 {
1235   register int i, q;
1236   register rtx insn;
1237   rtx note;
1238   int insn_number = 0;
1239   int insn_count = 0;
1240   int max_uid = get_max_uid ();
1241   int *qty_order;
1242   int no_conflict_combined_regno = -1;
1243   /* Counter to prevent allocating more SCRATCHes than can be stored
1244      in SCRATCH_LIST.  */
1245   int scratches_allocated = scratch_index;
1246
1247   /* Count the instructions in the basic block.  */
1248
1249   insn = basic_block_end[b];
1250   while (1)
1251     {
1252       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1253         if (++insn_count > max_uid)
1254           abort ();
1255       if (insn == basic_block_head[b])
1256         break;
1257       insn = PREV_INSN (insn);
1258     }
1259
1260   /* +2 to leave room for a post_mark_life at the last insn and for
1261      the birth of a CLOBBER in the first insn.  */
1262   regs_live_at = (HARD_REG_SET *) alloca ((2 * insn_count + 2)
1263                                           * sizeof (HARD_REG_SET));
1264   bzero ((char *) regs_live_at, (2 * insn_count + 2) * sizeof (HARD_REG_SET));
1265
1266   /* Initialize table of hardware registers currently live.  */
1267
1268   REG_SET_TO_HARD_REG_SET (regs_live, basic_block_live_at_start[b]);
1269
1270   /* This loop scans the instructions of the basic block
1271      and assigns quantities to registers.
1272      It computes which registers to tie.  */
1273
1274   insn = basic_block_head[b];
1275   while (1)
1276     {
1277       register rtx body = PATTERN (insn);
1278
1279       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1280         insn_number++;
1281
1282       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
1283         {
1284           register rtx link, set;
1285           register int win = 0;
1286           register rtx r0, r1;
1287           int combined_regno = -1;
1288           int i;
1289           int insn_code_number = recog_memoized (insn);
1290
1291           this_insn_number = insn_number;
1292           this_insn = insn;
1293
1294           if (insn_code_number >= 0)
1295             insn_extract (insn);
1296           which_alternative = -1;
1297
1298           /* Is this insn suitable for tying two registers?
1299              If so, try doing that.
1300              Suitable insns are those with at least two operands and where
1301              operand 0 is an output that is a register that is not
1302              earlyclobber.
1303
1304              We can tie operand 0 with some operand that dies in this insn.
1305              First look for operands that are required to be in the same
1306              register as operand 0.  If we find such, only try tying that
1307              operand or one that can be put into that operand if the
1308              operation is commutative.  If we don't find an operand
1309              that is required to be in the same register as operand 0,
1310              we can tie with any operand.
1311
1312              Subregs in place of regs are also ok.
1313
1314              If tying is done, WIN is set nonzero.  */
1315
1316           if (insn_code_number >= 0
1317 #ifdef REGISTER_CONSTRAINTS
1318               && insn_n_operands[insn_code_number] > 1
1319               && insn_operand_constraint[insn_code_number][0][0] == '='
1320               && insn_operand_constraint[insn_code_number][0][1] != '&'
1321 #else
1322               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1323               && rtx_equal_p (SET_DEST (PATTERN (insn)), recog_operand[0])
1324 #endif
1325               )
1326             {
1327 #ifdef REGISTER_CONSTRAINTS
1328               /* If non-negative, is an operand that must match operand 0.  */
1329               int must_match_0 = -1;
1330               /* Counts number of alternatives that require a match with
1331                  operand 0.  */
1332               int n_matching_alts = 0;
1333
1334               for (i = 1; i < insn_n_operands[insn_code_number]; i++)
1335                 {
1336                   char *p = insn_operand_constraint[insn_code_number][i];
1337                   int this_match = (requires_inout (p));
1338
1339                   n_matching_alts += this_match;
1340                   if (this_match == insn_n_alternatives[insn_code_number])
1341                     must_match_0 = i;
1342                 }
1343 #endif
1344
1345               r0 = recog_operand[0];
1346               for (i = 1; i < insn_n_operands[insn_code_number]; i++)
1347                 {
1348 #ifdef REGISTER_CONSTRAINTS
1349                   /* Skip this operand if we found an operand that
1350                      must match operand 0 and this operand isn't it
1351                      and can't be made to be it by commutativity.  */
1352
1353                   if (must_match_0 >= 0 && i != must_match_0
1354                       && ! (i == must_match_0 + 1
1355                             && insn_operand_constraint[insn_code_number][i-1][0] == '%')
1356                       && ! (i == must_match_0 - 1
1357                             && insn_operand_constraint[insn_code_number][i][0] == '%'))
1358                     continue;
1359
1360                   /* Likewise if each alternative has some operand that
1361                      must match operand zero.  In that case, skip any 
1362                      operand that doesn't list operand 0 since we know that
1363                      the operand always conflicts with operand 0.  We
1364                      ignore commutatity in this case to keep things simple.  */
1365                   if (n_matching_alts == insn_n_alternatives[insn_code_number]
1366                       && (0 == requires_inout
1367                           (insn_operand_constraint[insn_code_number][i])))
1368                     continue;
1369 #endif
1370
1371                   r1 = recog_operand[i];
1372
1373                   /* If the operand is an address, find a register in it.
1374                      There may be more than one register, but we only try one
1375                      of them.  */
1376                   if (
1377 #ifdef REGISTER_CONSTRAINTS
1378                       insn_operand_constraint[insn_code_number][i][0] == 'p'
1379 #else
1380                       insn_operand_address_p[insn_code_number][i]
1381 #endif
1382                       )
1383                     while (GET_CODE (r1) == PLUS || GET_CODE (r1) == MULT)
1384                       r1 = XEXP (r1, 0);
1385
1386                   if (GET_CODE (r0) == REG || GET_CODE (r0) == SUBREG)
1387                     {
1388                       /* We have two priorities for hard register preferences.
1389                          If we have a move insn or an insn whose first input
1390                          can only be in the same register as the output, give
1391                          priority to an equivalence found from that insn.  */
1392                       int may_save_copy
1393                         = ((SET_DEST (body) == r0 && SET_SRC (body) == r1)
1394 #ifdef REGISTER_CONSTRAINTS
1395                            || (r1 == recog_operand[i] && must_match_0 >= 0)
1396 #endif
1397                            );
1398                       
1399                       if (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1400                         win = combine_regs (r1, r0, may_save_copy,
1401                                             insn_number, insn, 0);
1402                     }
1403                   if (win)
1404                     break;
1405                 }
1406             }
1407
1408           /* Recognize an insn sequence with an ultimate result
1409              which can safely overlap one of the inputs.
1410              The sequence begins with a CLOBBER of its result,
1411              and ends with an insn that copies the result to itself
1412              and has a REG_EQUAL note for an equivalent formula.
1413              That note indicates what the inputs are.
1414              The result and the input can overlap if each insn in
1415              the sequence either doesn't mention the input
1416              or has a REG_NO_CONFLICT note to inhibit the conflict.
1417
1418              We do the combining test at the CLOBBER so that the
1419              destination register won't have had a quantity number
1420              assigned, since that would prevent combining.  */
1421
1422           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
1423               && (r0 = XEXP (PATTERN (insn), 0),
1424                   GET_CODE (r0) == REG)
1425               && (link = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)) != 0
1426               && XEXP (link, 0) != 0
1427               && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == INSN
1428               && (set = single_set (XEXP (link, 0))) != 0
1429               && SET_DEST (set) == r0 && SET_SRC (set) == r0
1430               && (note = find_reg_note (XEXP (link, 0), REG_EQUAL,
1431                                         NULL_RTX)) != 0)
1432             {
1433               if (r1 = XEXP (note, 0), GET_CODE (r1) == REG
1434                   /* Check that we have such a sequence.  */
1435                   && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1436                 win = combine_regs (r1, r0, 1, insn_number, insn, 1);
1437               else if (GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (XEXP (note, 0)))[0] == 'e'
1438                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 0),
1439                            GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1440                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1441                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1442
1443               /* Here we care if the operation to be computed is
1444                  commutative.  */
1445               else if ((GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EQ
1446                         || GET_CODE (XEXP (note, 0)) == NE
1447                         || GET_RTX_CLASS (GET_CODE (XEXP (note, 0))) == 'c')
1448                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 1),
1449                            (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG))
1450                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1451                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1452
1453               /* If we did combine something, show the register number
1454                  in question so that we know to ignore its death.  */
1455               if (win)
1456                 no_conflict_combined_regno = REGNO (r1);
1457             }
1458
1459           /* If registers were just tied, set COMBINED_REGNO
1460              to the number of the register used in this insn
1461              that was tied to the register set in this insn.
1462              This register's qty should not be "killed".  */
1463
1464           if (win)
1465             {
1466               while (GET_CODE (r1) == SUBREG)
1467                 r1 = SUBREG_REG (r1);
1468               combined_regno = REGNO (r1);
1469             }
1470
1471           /* Mark the death of everything that dies in this instruction,
1472              except for anything that was just combined.  */
1473
1474           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1475             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1476                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG
1477                 && combined_regno != REGNO (XEXP (link, 0))
1478                 && (no_conflict_combined_regno != REGNO (XEXP (link, 0))
1479                     || ! find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT, XEXP (link, 0))))
1480               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 0);
1481
1482           /* Allocate qty numbers for all registers local to this block
1483              that are born (set) in this instruction.
1484              A pseudo that already has a qty is not changed.  */
1485
1486           note_stores (PATTERN (insn), reg_is_set);
1487
1488           /* If anything is set in this insn and then unused, mark it as dying
1489              after this insn, so it will conflict with our outputs.  This
1490              can't match with something that combined, and it doesn't matter
1491              if it did.  Do this after the calls to reg_is_set since these
1492              die after, not during, the current insn.  */
1493
1494           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1495             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_UNUSED
1496                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG)
1497               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 1);
1498
1499           /* Allocate quantities for any SCRATCH operands of this insn.  */
1500
1501           if (insn_code_number >= 0)
1502             for (i = 0; i < insn_n_operands[insn_code_number]; i++)
1503               if (GET_CODE (recog_operand[i]) == SCRATCH
1504                   && scratches_allocated++ < scratch_list_length)
1505                 alloc_qty_for_scratch (recog_operand[i], i, insn,
1506                                        insn_code_number, insn_number);
1507
1508           /* If this is an insn that has a REG_RETVAL note pointing at a 
1509              CLOBBER insn, we have reached the end of a REG_NO_CONFLICT
1510              block, so clear any register number that combined within it.  */
1511           if ((note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)) != 0
1512               && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == INSN
1513               && GET_CODE (PATTERN (XEXP (note, 0))) == CLOBBER)
1514             no_conflict_combined_regno = -1;
1515         }
1516
1517       /* Set the registers live after INSN_NUMBER.  Note that we never
1518          record the registers live before the block's first insn, since no
1519          pseudos we care about are live before that insn.  */
1520
1521       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number], regs_live);
1522       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number + 1], regs_live);
1523
1524       if (insn == basic_block_end[b])
1525         break;
1526
1527       insn = NEXT_INSN (insn);
1528     }
1529
1530   /* Now every register that is local to this basic block
1531      should have been given a quantity, or else -1 meaning ignore it.
1532      Every quantity should have a known birth and death.  
1533
1534      Order the qtys so we assign them registers in order of the
1535      number of suggested registers they need so we allocate those with
1536      the most restrictive needs first.  */
1537
1538   qty_order = (int *) alloca (next_qty * sizeof (int));
1539   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1540     qty_order[i] = i;
1541
1542 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1543   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1544
1545   switch (next_qty)
1546     {
1547     case 3:
1548       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1549       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1550         EXCHANGE (0, 1);
1551       if (qty_sugg_compare (1, 2) > 0)
1552         EXCHANGE (2, 1);
1553
1554       /* ... Fall through ...  */
1555     case 2:
1556       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1557       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1558         EXCHANGE (0, 1);
1559
1560       /* ... Fall through ...  */
1561
1562     case 1:
1563     case 0:
1564       /* Nothing to do here.  */
1565       break;
1566
1567     default:
1568       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_sugg_compare_1);
1569     }
1570
1571   /* Try to put each quantity in a suggested physical register, if it has one.
1572      This may cause registers to be allocated that otherwise wouldn't be, but
1573      this seems acceptable in local allocation (unlike global allocation).  */
1574   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1575     {
1576       q = qty_order[i];
1577       if (qty_phys_num_sugg[q] != 0 || qty_phys_num_copy_sugg[q] != 0)
1578         qty_phys_reg[q] = find_free_reg (qty_min_class[q], qty_mode[q], q,
1579                                          0, 1, qty_birth[q], qty_death[q]);
1580       else
1581         qty_phys_reg[q] = -1;
1582     }
1583
1584   /* Order the qtys so we assign them registers in order of 
1585      decreasing length of life.  Normally call qsort, but if we 
1586      have only a very small number of quantities, sort them ourselves.  */
1587
1588   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1589     qty_order[i] = i;
1590
1591 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1592   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1593
1594   switch (next_qty)
1595     {
1596     case 3:
1597       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1598       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1599         EXCHANGE (0, 1);
1600       if (qty_compare (1, 2) > 0)
1601         EXCHANGE (2, 1);
1602
1603       /* ... Fall through ...  */
1604     case 2:
1605       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1606       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1607         EXCHANGE (0, 1);
1608
1609       /* ... Fall through ...  */
1610
1611     case 1:
1612     case 0:
1613       /* Nothing to do here.  */
1614       break;
1615
1616     default:
1617       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_compare_1);
1618     }
1619
1620   /* Now for each qty that is not a hardware register,
1621      look for a hardware register to put it in.
1622      First try the register class that is cheapest for this qty,
1623      if there is more than one class.  */
1624
1625   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1626     {
1627       q = qty_order[i];
1628       if (qty_phys_reg[q] < 0)
1629         {
1630           if (N_REG_CLASSES > 1)
1631             {
1632               qty_phys_reg[q] = find_free_reg (qty_min_class[q], 
1633                                                qty_mode[q], q, 0, 0,
1634                                                qty_birth[q], qty_death[q]);
1635               if (qty_phys_reg[q] >= 0)
1636                 continue;
1637             }
1638
1639           if (qty_alternate_class[q] != NO_REGS)
1640             qty_phys_reg[q] = find_free_reg (qty_alternate_class[q],
1641                                              qty_mode[q], q, 0, 0,
1642                                              qty_birth[q], qty_death[q]);
1643         }
1644     }
1645
1646   /* Now propagate the register assignments
1647      to the pseudo regs belonging to the qtys.  */
1648
1649   for (q = 0; q < next_qty; q++)
1650     if (qty_phys_reg[q] >= 0)
1651       {
1652         for (i = qty_first_reg[q]; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1653           reg_renumber[i] = qty_phys_reg[q] + reg_offset[i];
1654         if (qty_scratch_rtx[q])
1655           {
1656             if (GET_CODE (qty_scratch_rtx[q]) == REG)
1657               abort ();
1658             PUT_CODE (qty_scratch_rtx[q], REG);
1659             REGNO (qty_scratch_rtx[q]) = qty_phys_reg[q];
1660
1661             scratch_block[scratch_index] = b;
1662             scratch_list[scratch_index++] = qty_scratch_rtx[q];
1663
1664             /* Must clear the USED field, because it will have been set by
1665                copy_rtx_if_shared, but the leaf_register code expects that
1666                it is zero in all REG rtx.  copy_rtx_if_shared does not set the
1667                used bit for REGs, but does for SCRATCHes.  */
1668             qty_scratch_rtx[q]->used = 0;
1669           }
1670       }
1671 }
1672 \f
1673 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.
1674    We give shorter-lived quantities higher priority.
1675    Quantities with more references are also preferred, as are quantities that
1676    require multiple registers.  This is the identical prioritization as
1677    done by global-alloc.
1678
1679    We used to give preference to registers with *longer* lives, but using
1680    the same algorithm in both local- and global-alloc can speed up execution
1681    of some programs by as much as a factor of three!  */
1682
1683 /* Note that the quotient will never be bigger than
1684    the value of floor_log2 times the maximum number of
1685    times a register can occur in one insn (surely less than 100).
1686    Multiplying this by 10000 can't overflow.
1687    QTY_CMP_PRI is also used by qty_sugg_compare.  */
1688
1689 #define QTY_CMP_PRI(q)          \
1690   ((int) (((double) (floor_log2 (qty_n_refs[q]) * qty_n_refs[q] * qty_size[q]) \
1691           / (qty_death[q] - qty_birth[q])) * 10000))
1692
1693 static int
1694 qty_compare (q1, q2)
1695      int q1, q2;
1696 {
1697   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1698 }
1699
1700 static int
1701 qty_compare_1 (q1p, q2p)
1702      const GENERIC_PTR q1p;
1703      const GENERIC_PTR q2p;
1704 {
1705   register int q1 = *(int *)q1p, q2 = *(int *)q2p;
1706   register int tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1707
1708   if (tem != 0)
1709     return tem;
1710
1711   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1712      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1713   return q1 - q2;
1714 }
1715 \f
1716 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.  This version
1717    is called for quantities that have suggested hard registers.  First priority
1718    goes to quantities that have copy preferences, then to those that have
1719    normal preferences.  Within those groups, quantities with the lower
1720    number of preferences have the highest priority.  Of those, we use the same
1721    algorithm as above.  */
1722
1723 #define QTY_CMP_SUGG(q)         \
1724   (qty_phys_num_copy_sugg[q]            \
1725     ? qty_phys_num_copy_sugg[q] \
1726     : qty_phys_num_sugg[q] * FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1727
1728 static int
1729 qty_sugg_compare (q1, q2)
1730      int q1, q2;
1731 {
1732   register int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1733
1734   if (tem != 0)
1735     return tem;
1736   
1737   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1738 }
1739
1740 static int
1741 qty_sugg_compare_1 (q1p, q2p)
1742      const GENERIC_PTR q1p;
1743      const GENERIC_PTR q2p;
1744 {
1745   register int q1 = *(int *)q1p, q2 = *(int *)q2p;
1746   register int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1747
1748   if (tem != 0)
1749     return tem;
1750
1751   tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1752   if (tem != 0)
1753     return tem;
1754
1755   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1756      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1757   return q1 - q2;
1758 }
1759
1760 #undef QTY_CMP_SUGG
1761 #undef QTY_CMP_PRI
1762 \f
1763 /* Attempt to combine the two registers (rtx's) USEDREG and SETREG.
1764    Returns 1 if have done so, or 0 if cannot.
1765
1766    Combining registers means marking them as having the same quantity
1767    and adjusting the offsets within the quantity if either of
1768    them is a SUBREG).
1769
1770    We don't actually combine a hard reg with a pseudo; instead
1771    we just record the hard reg as the suggestion for the pseudo's quantity.
1772    If we really combined them, we could lose if the pseudo lives
1773    across an insn that clobbers the hard reg (eg, movstr).
1774
1775    ALREADY_DEAD is non-zero if USEDREG is known to be dead even though
1776    there is no REG_DEAD note on INSN.  This occurs during the processing
1777    of REG_NO_CONFLICT blocks.
1778
1779    MAY_SAVE_COPYCOPY is non-zero if this insn is simply copying USEDREG to
1780    SETREG or if the input and output must share a register.
1781    In that case, we record a hard reg suggestion in QTY_PHYS_COPY_SUGG.
1782    
1783    There are elaborate checks for the validity of combining.  */
1784
1785    
1786 static int
1787 combine_regs (usedreg, setreg, may_save_copy, insn_number, insn, already_dead)
1788      rtx usedreg, setreg;
1789      int may_save_copy;
1790      int insn_number;
1791      rtx insn;
1792      int already_dead;
1793 {
1794   register int ureg, sreg;
1795   register int offset = 0;
1796   int usize, ssize;
1797   register int sqty;
1798
1799   /* Determine the numbers and sizes of registers being used.  If a subreg
1800      is present that does not change the entire register, don't consider
1801      this a copy insn.  */
1802
1803   while (GET_CODE (usedreg) == SUBREG)
1804     {
1805       if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (usedreg))) > UNITS_PER_WORD)
1806         may_save_copy = 0;
1807       offset += SUBREG_WORD (usedreg);
1808       usedreg = SUBREG_REG (usedreg);
1809     }
1810   if (GET_CODE (usedreg) != REG)
1811     return 0;
1812   ureg = REGNO (usedreg);
1813   usize = REG_SIZE (usedreg);
1814
1815   while (GET_CODE (setreg) == SUBREG)
1816     {
1817       if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (setreg))) > UNITS_PER_WORD)
1818         may_save_copy = 0;
1819       offset -= SUBREG_WORD (setreg);
1820       setreg = SUBREG_REG (setreg);
1821     }
1822   if (GET_CODE (setreg) != REG)
1823     return 0;
1824   sreg = REGNO (setreg);
1825   ssize = REG_SIZE (setreg);
1826
1827   /* If UREG is a pseudo-register that hasn't already been assigned a
1828      quantity number, it means that it is not local to this block or dies
1829      more than once.  In either event, we can't do anything with it.  */
1830   if ((ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[ureg] < 0)
1831       /* Do not combine registers unless one fits within the other.  */
1832       || (offset > 0 && usize + offset > ssize)
1833       || (offset < 0 && usize + offset < ssize)
1834       /* Do not combine with a smaller already-assigned object
1835          if that smaller object is already combined with something bigger.  */
1836       || (ssize > usize && ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1837           && usize < qty_size[reg_qty[ureg]])
1838       /* Can't combine if SREG is not a register we can allocate.  */
1839       || (sreg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[sreg] == -1)
1840       /* Don't combine with a pseudo mentioned in a REG_NO_CONFLICT note.
1841          These have already been taken care of.  This probably wouldn't
1842          combine anyway, but don't take any chances.  */
1843       || (ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1844           && find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT, usedreg))
1845       /* Don't tie something to itself.  In most cases it would make no
1846          difference, but it would screw up if the reg being tied to itself
1847          also dies in this insn.  */
1848       || ureg == sreg
1849       /* Don't try to connect two different hardware registers.  */
1850       || (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER && sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1851       /* Don't connect two different machine modes if they have different
1852          implications as to which registers may be used.  */
1853       || !MODES_TIEABLE_P (GET_MODE (usedreg), GET_MODE (setreg)))
1854     return 0;
1855
1856   /* Now, if UREG is a hard reg and SREG is a pseudo, record the hard reg in
1857      qty_phys_sugg for the pseudo instead of tying them.
1858
1859      Return "failure" so that the lifespan of UREG is terminated here;
1860      that way the two lifespans will be disjoint and nothing will prevent
1861      the pseudo reg from being given this hard reg.  */
1862
1863   if (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1864     {
1865       /* Allocate a quantity number so we have a place to put our
1866          suggestions.  */
1867       if (reg_qty[sreg] == -2)
1868         reg_is_born (setreg, 2 * insn_number);
1869
1870       if (reg_qty[sreg] >= 0)
1871         {
1872           if (may_save_copy
1873               && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1874             {
1875               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1876               qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1877             }
1878           else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1879             {
1880               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1881               qty_phys_num_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1882             }
1883         }
1884       return 0;
1885     }
1886
1887   /* Similarly for SREG a hard register and UREG a pseudo register.  */
1888
1889   if (sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1890     {
1891       if (may_save_copy
1892           && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1893         {
1894           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1895           qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1896         }
1897       else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1898         {
1899           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1900           qty_phys_num_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1901         }
1902       return 0;
1903     }
1904
1905   /* At this point we know that SREG and UREG are both pseudos.
1906      Do nothing if SREG already has a quantity or is a register that we
1907      don't allocate.  */
1908   if (reg_qty[sreg] >= -1
1909       /* If we are not going to let any regs live across calls,
1910          don't tie a call-crossing reg to a non-call-crossing reg.  */
1911       || (current_function_has_nonlocal_label
1912           && ((REG_N_CALLS_CROSSED (ureg) > 0)
1913               != (REG_N_CALLS_CROSSED (sreg) > 0))))
1914     return 0;
1915
1916   /* We don't already know about SREG, so tie it to UREG
1917      if this is the last use of UREG, provided the classes they want
1918      are compatible.  */
1919
1920   if ((already_dead || find_regno_note (insn, REG_DEAD, ureg))
1921       && reg_meets_class_p (sreg, qty_min_class[reg_qty[ureg]]))
1922     {
1923       /* Add SREG to UREG's quantity.  */
1924       sqty = reg_qty[ureg];
1925       reg_qty[sreg] = sqty;
1926       reg_offset[sreg] = reg_offset[ureg] + offset;
1927       reg_next_in_qty[sreg] = qty_first_reg[sqty];
1928       qty_first_reg[sqty] = sreg;
1929
1930       /* If SREG's reg class is smaller, set qty_min_class[SQTY].  */
1931       update_qty_class (sqty, sreg);
1932
1933       /* Update info about quantity SQTY.  */
1934       qty_n_calls_crossed[sqty] += REG_N_CALLS_CROSSED (sreg);
1935       qty_n_refs[sqty] += REG_N_REFS (sreg);
1936       if (usize < ssize)
1937         {
1938           register int i;
1939
1940           for (i = qty_first_reg[sqty]; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1941             reg_offset[i] -= offset;
1942
1943           qty_size[sqty] = ssize;
1944           qty_mode[sqty] = GET_MODE (setreg);
1945         }
1946     }
1947   else
1948     return 0;
1949
1950   return 1;
1951 }
1952 \f
1953 /* Return 1 if the preferred class of REG allows it to be tied
1954    to a quantity or register whose class is CLASS.
1955    True if REG's reg class either contains or is contained in CLASS.  */
1956
1957 static int
1958 reg_meets_class_p (reg, class)
1959      int reg;
1960      enum reg_class class;
1961 {
1962   register enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
1963   return (reg_class_subset_p (rclass, class)
1964           || reg_class_subset_p (class, rclass));
1965 }
1966
1967 /* Return 1 if the two specified classes have registers in common.
1968    If CALL_SAVED, then consider only call-saved registers.  */
1969
1970 static int
1971 reg_classes_overlap_p (c1, c2, call_saved)
1972      register enum reg_class c1;
1973      register enum reg_class c2;
1974      int call_saved;
1975 {
1976   HARD_REG_SET c;
1977   int i;
1978
1979   COPY_HARD_REG_SET (c, reg_class_contents[(int) c1]);
1980   AND_HARD_REG_SET (c, reg_class_contents[(int) c2]);
1981
1982   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1983     if (TEST_HARD_REG_BIT (c, i)
1984         && (! call_saved || ! call_used_regs[i]))
1985       return 1;
1986
1987   return 0;
1988 }
1989
1990 /* Update the class of QTY assuming that REG is being tied to it.  */
1991
1992 static void
1993 update_qty_class (qty, reg)
1994      int qty;
1995      int reg;
1996 {
1997   enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
1998   if (reg_class_subset_p (rclass, qty_min_class[qty]))
1999     qty_min_class[qty] = rclass;
2000
2001   rclass = reg_alternate_class (reg);
2002   if (reg_class_subset_p (rclass, qty_alternate_class[qty]))
2003     qty_alternate_class[qty] = rclass;
2004
2005   if (REG_CHANGES_SIZE (reg))
2006     qty_changes_size[qty] = 1;
2007 }
2008 \f
2009 /* Handle something which alters the value of an rtx REG.
2010
2011    REG is whatever is set or clobbered.  SETTER is the rtx that
2012    is modifying the register.
2013
2014    If it is not really a register, we do nothing.
2015    The file-global variables `this_insn' and `this_insn_number'
2016    carry info from `block_alloc'.  */
2017
2018 static void
2019 reg_is_set (reg, setter)
2020      rtx reg;
2021      rtx setter;
2022 {
2023   /* Note that note_stores will only pass us a SUBREG if it is a SUBREG of
2024      a hard register.  These may actually not exist any more.  */
2025
2026   if (GET_CODE (reg) != SUBREG
2027       && GET_CODE (reg) != REG)
2028     return;
2029
2030   /* Mark this register as being born.  If it is used in a CLOBBER, mark
2031      it as being born halfway between the previous insn and this insn so that
2032      it conflicts with our inputs but not the outputs of the previous insn.  */
2033
2034   reg_is_born (reg, 2 * this_insn_number - (GET_CODE (setter) == CLOBBER));
2035 }
2036 \f
2037 /* Handle beginning of the life of register REG.
2038    BIRTH is the index at which this is happening.  */
2039
2040 static void
2041 reg_is_born (reg, birth)
2042      rtx reg;
2043      int birth;
2044 {
2045   register int regno;
2046      
2047   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
2048     regno = REGNO (SUBREG_REG (reg)) + SUBREG_WORD (reg);
2049   else
2050     regno = REGNO (reg);
2051
2052   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2053     {
2054       mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1);
2055
2056       /* If the register was to have been born earlier that the present
2057          insn, mark it as live where it is actually born.  */
2058       if (birth < 2 * this_insn_number)
2059         post_mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1, birth, 2 * this_insn_number);
2060     }
2061   else
2062     {
2063       if (reg_qty[regno] == -2)
2064         alloc_qty (regno, GET_MODE (reg), PSEUDO_REGNO_SIZE (regno), birth);
2065
2066       /* If this register has a quantity number, show that it isn't dead.  */
2067       if (reg_qty[regno] >= 0)
2068         qty_death[reg_qty[regno]] = -1;
2069     }
2070 }
2071
2072 /* Record the death of REG in the current insn.  If OUTPUT_P is non-zero,
2073    REG is an output that is dying (i.e., it is never used), otherwise it
2074    is an input (the normal case).
2075    If OUTPUT_P is 1, then we extend the life past the end of this insn.  */
2076
2077 static void
2078 wipe_dead_reg (reg, output_p)
2079      register rtx reg;
2080      int output_p;
2081 {
2082   register int regno = REGNO (reg);
2083
2084   /* If this insn has multiple results,
2085      and the dead reg is used in one of the results,
2086      extend its life to after this insn,
2087      so it won't get allocated together with any other result of this insn.  */
2088   if (GET_CODE (PATTERN (this_insn)) == PARALLEL
2089       && !single_set (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_death[reg_qty[regno]] = 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 QTY 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, qty, accept_call_clobbered, just_try_suggested,
2139                born_index, dead_index)
2140      enum reg_class class;
2141      enum machine_mode mode;
2142      int qty;
2143      int accept_call_clobbered;
2144      int just_try_suggested;
2145      int born_index, dead_index;
2146 {
2147   register int i, ins;
2148 #ifdef HARD_REG_SET
2149   register              /* Declare it register if it's a scalar.  */
2150 #endif
2151     HARD_REG_SET used, first_used;
2152 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2153   static struct {int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
2154 #endif
2155
2156   /* Validate our parameters.  */
2157   if (born_index < 0 || born_index > dead_index)
2158     abort ();
2159
2160   /* Don't let a pseudo live in a reg across a function call
2161      if we might get a nonlocal goto.  */
2162   if (current_function_has_nonlocal_label
2163       && qty_n_calls_crossed[qty] > 0)
2164     return -1;
2165
2166   if (accept_call_clobbered)
2167     COPY_HARD_REG_SET (used, call_fixed_reg_set);
2168   else if (qty_n_calls_crossed[qty] == 0)
2169     COPY_HARD_REG_SET (used, fixed_reg_set);
2170   else
2171     COPY_HARD_REG_SET (used, call_used_reg_set);
2172
2173   if (accept_call_clobbered)
2174     IOR_HARD_REG_SET (used, losing_caller_save_reg_set);
2175
2176   for (ins = born_index; ins < dead_index; ins++)
2177     IOR_HARD_REG_SET (used, regs_live_at[ins]);
2178
2179   IOR_COMPL_HARD_REG_SET (used, reg_class_contents[(int) class]);
2180
2181   /* Don't use the frame pointer reg in local-alloc even if
2182      we may omit the frame pointer, because if we do that and then we
2183      need a frame pointer, reload won't know how to move the pseudo
2184      to another hard reg.  It can move only regs made by global-alloc.
2185
2186      This is true of any register that can be eliminated.  */
2187 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2188   for (i = 0; i < sizeof eliminables / sizeof eliminables[0]; i++)
2189     SET_HARD_REG_BIT (used, eliminables[i].from);
2190 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
2191   /* If FRAME_POINTER_REGNUM is not a real register, then protect the one
2192      that it might be eliminated into.  */
2193   SET_HARD_REG_BIT (used, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
2194 #endif
2195 #else
2196   SET_HARD_REG_BIT (used, FRAME_POINTER_REGNUM);
2197 #endif
2198
2199 #ifdef CLASS_CANNOT_CHANGE_SIZE
2200   if (qty_changes_size[qty])
2201     IOR_HARD_REG_SET (used,
2202                       reg_class_contents[(int) CLASS_CANNOT_CHANGE_SIZE]);
2203 #endif
2204
2205   /* Normally, the registers that can be used for the first register in
2206      a multi-register quantity are the same as those that can be used for
2207      subsequent registers.  However, if just trying suggested registers,
2208      restrict our consideration to them.  If there are copy-suggested
2209      register, try them.  Otherwise, try the arithmetic-suggested
2210      registers.  */
2211   COPY_HARD_REG_SET (first_used, used);
2212
2213   if (just_try_suggested)
2214     {
2215       if (qty_phys_num_copy_sugg[qty] != 0)
2216         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_copy_sugg[qty]);
2217       else
2218         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_sugg[qty]);
2219     }
2220
2221   /* If all registers are excluded, we can't do anything.  */
2222   GO_IF_HARD_REG_SUBSET (reg_class_contents[(int) ALL_REGS], first_used, fail);
2223
2224   /* If at least one would be suitable, test each hard reg.  */
2225
2226   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2227     {
2228 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
2229       int regno = reg_alloc_order[i];
2230 #else
2231       int regno = i;
2232 #endif
2233       if (! TEST_HARD_REG_BIT (first_used, regno)
2234           && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode))
2235         {
2236           register int j;
2237           register int size1 = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2238           for (j = 1; j < size1 && ! TEST_HARD_REG_BIT (used, regno + j); j++);
2239           if (j == size1)
2240             {
2241               /* Mark that this register is in use between its birth and death
2242                  insns.  */
2243               post_mark_life (regno, mode, 1, born_index, dead_index);
2244               return regno;
2245             }
2246 #ifndef REG_ALLOC_ORDER
2247           i += j;               /* Skip starting points we know will lose */
2248 #endif
2249         }
2250     }
2251
2252  fail:
2253
2254   /* If we are just trying suggested register, we have just tried copy-
2255      suggested registers, and there are arithmetic-suggested registers,
2256      try them.  */
2257   
2258   /* If it would be profitable to allocate a call-clobbered register
2259      and save and restore it around calls, do that.  */
2260   if (just_try_suggested && qty_phys_num_copy_sugg[qty] != 0
2261       && qty_phys_num_sugg[qty] != 0)
2262     {
2263       /* Don't try the copy-suggested regs again.  */
2264       qty_phys_num_copy_sugg[qty] = 0;
2265       return find_free_reg (class, mode, qty, accept_call_clobbered, 1,
2266                             born_index, dead_index);
2267     }
2268
2269   /* We need not check to see if the current function has nonlocal
2270      labels because we don't put any pseudos that are live over calls in
2271      registers in that case.  */
2272
2273   if (! accept_call_clobbered
2274       && flag_caller_saves
2275       && ! just_try_suggested
2276       && qty_n_calls_crossed[qty] != 0
2277       && CALLER_SAVE_PROFITABLE (qty_n_refs[qty], qty_n_calls_crossed[qty]))
2278     {
2279       i = find_free_reg (class, mode, qty, 1, 0, born_index, dead_index);
2280       if (i >= 0)
2281         caller_save_needed = 1;
2282       return i;
2283     }
2284   return -1;
2285 }
2286 \f
2287 /* Mark that REGNO with machine-mode MODE is live starting from the current
2288    insn (if LIFE is non-zero) or dead starting at the current insn (if LIFE
2289    is zero).  */
2290
2291 static void
2292 mark_life (regno, mode, life)
2293      register int regno;
2294      enum machine_mode mode;
2295      int life;
2296 {
2297   register int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2298   if (life)
2299     while (--j >= 0)
2300       SET_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2301   else
2302     while (--j >= 0)
2303       CLEAR_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2304 }
2305
2306 /* Mark register number REGNO (with machine-mode MODE) as live (if LIFE
2307    is non-zero) or dead (if LIFE is zero) from insn number BIRTH (inclusive)
2308    to insn number DEATH (exclusive).  */
2309
2310 static void
2311 post_mark_life (regno, mode, life, birth, death)
2312      int regno;
2313      enum machine_mode mode;
2314      int life, birth, death;
2315 {
2316   register int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2317 #ifdef HARD_REG_SET
2318   register              /* Declare it register if it's a scalar.  */
2319 #endif
2320     HARD_REG_SET this_reg;
2321
2322   CLEAR_HARD_REG_SET (this_reg);
2323   while (--j >= 0)
2324     SET_HARD_REG_BIT (this_reg, regno + j);
2325
2326   if (life)
2327     while (birth < death)
2328       {
2329         IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2330         birth++;
2331       }
2332   else
2333     while (birth < death)
2334       {
2335         AND_COMPL_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2336         birth++;
2337       }
2338 }
2339 \f
2340 /* INSN is the CLOBBER insn that starts a REG_NO_NOCONFLICT block, R0
2341    is the register being clobbered, and R1 is a register being used in
2342    the equivalent expression.
2343
2344    If R1 dies in the block and has a REG_NO_CONFLICT note on every insn
2345    in which it is used, return 1.
2346
2347    Otherwise, return 0.  */
2348
2349 static int
2350 no_conflict_p (insn, r0, r1)
2351      rtx insn, r0, r1;
2352 {
2353   int ok = 0;
2354   rtx note = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2355   rtx p, last;
2356
2357   /* If R1 is a hard register, return 0 since we handle this case
2358      when we scan the insns that actually use it.  */
2359
2360   if (note == 0
2361       || (GET_CODE (r1) == REG && REGNO (r1) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2362       || (GET_CODE (r1) == SUBREG && GET_CODE (SUBREG_REG (r1)) == REG
2363           && REGNO (SUBREG_REG (r1)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2364     return 0;
2365
2366   last = XEXP (note, 0);
2367
2368   for (p = NEXT_INSN (insn); p && p != last; p = NEXT_INSN (p))
2369     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
2370       {
2371         if (find_reg_note (p, REG_DEAD, r1))
2372           ok = 1;
2373
2374         /* There must be a REG_NO_CONFLICT note on every insn, otherwise
2375            some earlier optimization pass has inserted instructions into
2376            the sequence, and it is not safe to perform this optimization.
2377            Note that emit_no_conflict_block always ensures that this is
2378            true when these sequences are created.  */
2379         if (! find_reg_note (p, REG_NO_CONFLICT, r1))
2380           return 0;
2381       }
2382       
2383   return ok;
2384 }
2385 \f
2386 #ifdef REGISTER_CONSTRAINTS
2387
2388 /* Return the number of alternatives for which the constraint string P
2389    indicates that the operand must be equal to operand 0 and that no register
2390    is acceptable.  */
2391
2392 static int
2393 requires_inout (p)
2394      char *p;
2395 {
2396   char c;
2397   int found_zero = 0;
2398   int reg_allowed = 0;
2399   int num_matching_alts = 0;
2400
2401   while (c = *p++)
2402     switch (c)
2403       {
2404       case '=':  case '+':  case '?':
2405       case '#':  case '&':  case '!':
2406       case '*':  case '%':
2407       case '1':  case '2':  case '3':  case '4':
2408       case 'm':  case '<':  case '>':  case 'V':  case 'o':
2409       case 'E':  case 'F':  case 'G':  case 'H':
2410       case 's':  case 'i':  case 'n':
2411       case 'I':  case 'J':  case 'K':  case 'L':
2412       case 'M':  case 'N':  case 'O':  case 'P':
2413 #ifdef EXTRA_CONSTRAINT
2414       case 'Q':  case 'R':  case 'S':  case 'T':  case 'U':
2415 #endif
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 'p':
2432       case 'g': case 'r':
2433       default:
2434         reg_allowed = 1;
2435         break;
2436       }
2437
2438   if (found_zero && ! reg_allowed)
2439     num_matching_alts++;
2440
2441   return num_matching_alts;
2442 }
2443 #endif /* REGISTER_CONSTRAINTS */
2444 \f
2445 void
2446 dump_local_alloc (file)
2447      FILE *file;
2448 {
2449   register int i;
2450   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
2451     if (reg_renumber[i] != -1)
2452       fprintf (file, ";; Register %d in %d.\n", i, reg_renumber[i]);
2453 }