gcc/lower-subreg.c

   1 /* Decompose multiword subregs.
   2    Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Richard Henderson <rth@redhat.com>
   4                   Ian Lance Taylor <iant@google.com>
   5
   6 This file is part of GCC.
   7
   8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
   9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
  11 version.
  12
  13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
  14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  16 for more details.
  17
  18 You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
  20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  21
  22 #include "config.h"
  23 #include "system.h"
  24 #include "coretypes.h"
  25 #include "machmode.h"
  26 #include "tm.h"
  27 #include "rtl.h"
  28 #include "tm_p.h"
  29 #include "timevar.h"
  30 #include "flags.h"
  31 #include "insn-config.h"
  32 #include "obstack.h"
  33 #include "basic-block.h"
  34 #include "recog.h"
  35 #include "bitmap.h"
  36 #include "expr.h"
  37 #include "except.h"
  38 #include "regs.h"
  39 #include "tree-pass.h"
  40 #include "df.h"
  41
  42 #ifdef STACK_GROWS_DOWNWARD
  43 # undef STACK_GROWS_DOWNWARD
  44 # define STACK_GROWS_DOWNWARD 1
  45 #else
  46 # define STACK_GROWS_DOWNWARD 0
  47 #endif
  48
  49 DEF_VEC_P (bitmap);
  50 DEF_VEC_ALLOC_P (bitmap,heap);
  51
  52 /* Decompose multi-word pseudo-registers into individual
  53    pseudo-registers when possible.  This is possible when all the uses
  54    of a multi-word register are via SUBREG, or are copies of the
  55    register to another location.  Breaking apart the register permits
  56    more CSE and permits better register allocation.  */
  57
  58 /* Bit N in this bitmap is set if regno N is used in a context in
  59    which we can decompose it.  */
  60 static bitmap decomposable_context;
  61
  62 /* Bit N in this bitmap is set if regno N is used in a context in
  63    which it can not be decomposed.  */
  64 static bitmap non_decomposable_context;
  65
  66 /* Bit N in the bitmap in element M of this array is set if there is a
  67    copy from reg M to reg N.  */
  68 static VEC(bitmap,heap) *reg_copy_graph;
  69
  70 /* Return whether X is a simple object which we can take a word_mode
  71    subreg of.  */
  72
  73 static bool
  74 simple_move_operand (rtx x)
  75 {
  76   if (GET_CODE (x) == SUBREG)
  77     x = SUBREG_REG (x);
  78
  79   if (!OBJECT_P (x))
  80     return false;
  81
  82   if (GET_CODE (x) == LABEL_REF
  83       || GET_CODE (x) == SYMBOL_REF
  84       || GET_CODE (x) == HIGH
  85       || GET_CODE (x) == CONST)
  86     return false;
  87
  88   if (MEM_P (x)
  89       && (MEM_VOLATILE_P (x)
  90           || mode_dependent_address_p (XEXP (x, 0))))
  91     return false;
  92
  93   return true;
  94 }
  95
  96 /* If INSN is a single set between two objects, return the single set.
  97    Such an insn can always be decomposed.  INSN should have been
  98    passed to recog and extract_insn before this is called.  */
  99
 100 static rtx
 101 simple_move (rtx insn)
 102 {
 103   rtx x;
 104   rtx set;
 105   enum machine_mode mode;
 106
 107   if (recog_data.n_operands != 2)
 108     return NULL_RTX;
 109
 110   set = single_set (insn);
 111   if (!set)
 112     return NULL_RTX;
 113
 114   x = SET_DEST (set);
 115   if (x != recog_data.operand[0] && x != recog_data.operand[1])
 116     return NULL_RTX;
 117   if (!simple_move_operand (x))
 118     return NULL_RTX;
 119
 120   x = SET_SRC (set);
 121   if (x != recog_data.operand[0] && x != recog_data.operand[1])
 122     return NULL_RTX;
 123   /* For the src we can handle ASM_OPERANDS, and it is beneficial for
 124      things like x86 rdtsc which returns a DImode value.  */
 125   if (GET_CODE (x) != ASM_OPERANDS
 126       && !simple_move_operand (x))
 127     return NULL_RTX;
 128
 129   /* We try to decompose in integer modes, to avoid generating
 130      inefficient code copying between integer and floating point
 131      registers.  That means that we can't decompose if this is a
 132      non-integer mode for which there is no integer mode of the same
 133      size.  */
 134   mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
 135   if (!SCALAR_INT_MODE_P (mode)
 136       && (mode_for_size (GET_MODE_SIZE (mode) * BITS_PER_UNIT, MODE_INT, 0)
 137           == BLKmode))
 138     return NULL_RTX;
 139
 140   /* Reject PARTIAL_INT modes.  They are used for processor specific
 141      purposes and it's probably best not to tamper with them.  */
 142   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_PARTIAL_INT)
 143     return NULL_RTX;
 144
 145   return set;
 146 }
 147
 148 /* If SET is a copy from one multi-word pseudo-register to another,
 149    record that in reg_copy_graph.  Return whether it is such a
 150    copy.  */
 151
 152 static bool
 153 find_pseudo_copy (rtx set)
 154 {
 155   rtx dest = SET_DEST (set);
 156   rtx src = SET_SRC (set);
 157   unsigned int rd, rs;
 158   bitmap b;
 159
 160   if (!REG_P (dest) || !REG_P (src))
 161     return false;
 162
 163   rd = REGNO (dest);
 164   rs = REGNO (src);
 165   if (HARD_REGISTER_NUM_P (rd) || HARD_REGISTER_NUM_P (rs))
 166     return false;
 167
 168   if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (dest)) <= UNITS_PER_WORD)
 169     return false;
 170
 171   b = VEC_index (bitmap, reg_copy_graph, rs);
 172   if (b == NULL)
 173     {
 174       b = BITMAP_ALLOC (NULL);
 175       VEC_replace (bitmap, reg_copy_graph, rs, b);
 176     }
 177
 178   bitmap_set_bit (b, rd);
 179
 180   return true;
 181 }
 182
 183 /* Look through the registers in DECOMPOSABLE_CONTEXT.  For each case
 184    where they are copied to another register, add the register to
 185    which they are copied to DECOMPOSABLE_CONTEXT.  Use
 186    NON_DECOMPOSABLE_CONTEXT to limit this--we don't bother to track
 187    copies of registers which are in NON_DECOMPOSABLE_CONTEXT.  */
 188
 189 static void
 190 propagate_pseudo_copies (void)
 191 {
 192   bitmap queue, propagate;
 193
 194   queue = BITMAP_ALLOC (NULL);
 195   propagate = BITMAP_ALLOC (NULL);
 196
 197   bitmap_copy (queue, decomposable_context);
 198   do
 199     {
 200       bitmap_iterator iter;
 201       unsigned int i;
 202
 203       bitmap_clear (propagate);
 204
 205       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (queue, 0, i, iter)
 206         {
 207           bitmap b = VEC_index (bitmap, reg_copy_graph, i);
 208           if (b)
 209             bitmap_ior_and_compl_into (propagate, b, non_decomposable_context);
 210         }
 211
 212       bitmap_and_compl (queue, propagate, decomposable_context);
 213       bitmap_ior_into (decomposable_context, propagate);
 214     }
 215   while (!bitmap_empty_p (queue));
 216
 217   BITMAP_FREE (queue);
 218   BITMAP_FREE (propagate);
 219 }
 220
 221 /* A pointer to one of these values is passed to
 222    find_decomposable_subregs via for_each_rtx.  */
 223
 224 enum classify_move_insn
 225 {
 226   /* Not a simple move from one location to another.  */
 227   NOT_SIMPLE_MOVE,
 228   /* A simple move from one pseudo-register to another with no
 229      REG_RETVAL note.  */
 230   SIMPLE_PSEUDO_REG_MOVE,
 231   /* A simple move involving a non-pseudo-register, or from one
 232      pseudo-register to another with a REG_RETVAL note.  */
 233   SIMPLE_MOVE
 234 };
 235
 236 /* This is called via for_each_rtx.  If we find a SUBREG which we
 237    could use to decompose a pseudo-register, set a bit in
 238    DECOMPOSABLE_CONTEXT.  If we find an unadorned register which is
 239    not a simple pseudo-register copy, DATA will point at the type of
 240    move, and we set a bit in DECOMPOSABLE_CONTEXT or
 241    NON_DECOMPOSABLE_CONTEXT as appropriate.  */
 242
 243 static int
 244 find_decomposable_subregs (rtx *px, void *data)
 245 {
 246   enum classify_move_insn *pcmi = (enum classify_move_insn *) data;
 247   rtx x = *px;
 248
 249   if (x == NULL_RTX)
 250     return 0;
 251
 252   if (GET_CODE (x) == SUBREG)
 253     {
 254       rtx inner = SUBREG_REG (x);
 255       unsigned int regno, outer_size, inner_size, outer_words, inner_words;
 256
 257       if (!REG_P (inner))
 258         return 0;
 259
 260       regno = REGNO (inner);
 261       if (HARD_REGISTER_NUM_P (regno))
 262         return -1;
 263
 264       outer_size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x));
 265       inner_size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (inner));
 266       outer_words = (outer_size + UNITS_PER_WORD - 1) / UNITS_PER_WORD;
 267       inner_words = (inner_size + UNITS_PER_WORD - 1) / UNITS_PER_WORD;
 268
 269       /* We only try to decompose single word subregs of multi-word
 270          registers.  When we find one, we return -1 to avoid iterating
 271          over the inner register.
 272
 273          ??? This doesn't allow, e.g., DImode subregs of TImode values
 274          on 32-bit targets.  We would need to record the way the
 275          pseudo-register was used, and only decompose if all the uses
 276          were the same number and size of pieces.  Hopefully this
 277          doesn't happen much.  */
 278
 279       if (outer_words == 1 && inner_words > 1)
 280         {
 281           bitmap_set_bit (decomposable_context, regno);
 282           return -1;
 283         }
 284
 285       /* If this is a cast from one mode to another, where the modes
 286          have the same size, and they are not tieable, then mark this
 287          register as non-decomposable.  If we decompose it we are
 288          likely to mess up whatever the backend is trying to do.  */
 289       if (outer_words > 1
 290           && outer_size == inner_size
 291           && !MODES_TIEABLE_P (GET_MODE (x), GET_MODE (inner)))
 292         {
 293           bitmap_set_bit (non_decomposable_context, regno);
 294           return -1;
 295         }
 296     }
 297   else if (REG_P (x))
 298     {
 299       unsigned int regno;
 300
 301       /* We will see an outer SUBREG before we see the inner REG, so
 302          when we see a plain REG here it means a direct reference to
 303          the register.
 304
 305          If this is not a simple copy from one location to another,
 306          then we can not decompose this register.  If this is a simple
 307          copy from one pseudo-register to another, with no REG_RETVAL
 308          note, and the mode is right, then we mark the register as
 309          decomposable.  Otherwise we don't say anything about this
 310          register--it could be decomposed, but whether that would be
 311          profitable depends upon how it is used elsewhere.
 312
 313          We only set bits in the bitmap for multi-word
 314          pseudo-registers, since those are the only ones we care about
 315          and it keeps the size of the bitmaps down.  */
 316
 317       regno = REGNO (x);
 318       if (!HARD_REGISTER_NUM_P (regno)
 319           && GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x)) > UNITS_PER_WORD)
 320         {
 321           switch (*pcmi)
 322             {
 323             case NOT_SIMPLE_MOVE:
 324               bitmap_set_bit (non_decomposable_context, regno);
 325               break;
 326             case SIMPLE_PSEUDO_REG_MOVE:
 327               if (MODES_TIEABLE_P (GET_MODE (x), word_mode))
 328                 bitmap_set_bit (decomposable_context, regno);
 329               break;
 330             case SIMPLE_MOVE:
 331               break;
 332             default:
 333               gcc_unreachable ();
 334             }
 335         }
 336     }
 337   else if (MEM_P (x))
 338     {
 339       enum classify_move_insn cmi_mem = NOT_SIMPLE_MOVE;
 340
 341       /* Any registers used in a MEM do not participate in a
 342          SIMPLE_MOVE or SIMPLE_PSEUDO_REG_MOVE.  Do our own recursion
 343          here, and return -1 to block the parent's recursion.  */
 344       for_each_rtx (&XEXP (x, 0), find_decomposable_subregs, &cmi_mem);
 345       return -1;
 346     }
 347
 348   return 0;
 349 }
 350
 351 /* Decompose REGNO into word-sized components.  We smash the REG node
 352    in place.  This ensures that (1) something goes wrong quickly if we
 353    fail to make some replacement, and (2) the debug information inside
 354    the symbol table is automatically kept up to date.  */
 355
 356 static void
 357 decompose_register (unsigned int regno)
 358 {
 359   rtx reg;
 360   unsigned int words, i;
 361   rtvec v;
 362
 363   reg = regno_reg_rtx[regno];
 364
 365   regno_reg_rtx[regno] = NULL_RTX;
 366
 367   words = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
 368   words = (words + UNITS_PER_WORD - 1) / UNITS_PER_WORD;
 369
 370   v = rtvec_alloc (words);
 371   for (i = 0; i < words; ++i)
 372     RTVEC_ELT (v, i) = gen_reg_rtx_offset (reg, word_mode, i * UNITS_PER_WORD);
 373
 374   PUT_CODE (reg, CONCATN);
 375   XVEC (reg, 0) = v;
 376
 377   if (dump_file)
 378     {
 379       fprintf (dump_file, "; Splitting reg %u ->", regno);
 380       for (i = 0; i < words; ++i)
 381         fprintf (dump_file, " %u", REGNO (XVECEXP (reg, 0, i)));
 382       fputc ('\n', dump_file);
 383     }
 384 }
 385
 386 /* Get a SUBREG of a CONCATN.  */
 387
 388 static rtx
 389 simplify_subreg_concatn (enum machine_mode outermode, rtx op,
 390                          unsigned int byte)
 391 {
 392   unsigned int inner_size;
 393   enum machine_mode innermode;
 394   rtx part;
 395   unsigned int final_offset;
 396
 397   gcc_assert (GET_CODE (op) == CONCATN);
 398   gcc_assert (byte % GET_MODE_SIZE (outermode) == 0);
 399
 400   innermode = GET_MODE (op);
 401   gcc_assert (byte < GET_MODE_SIZE (innermode));
 402   gcc_assert (GET_MODE_SIZE (outermode) <= GET_MODE_SIZE (innermode));
 403
 404   inner_size = GET_MODE_SIZE (innermode) / XVECLEN (op, 0);
 405   part = XVECEXP (op, 0, byte / inner_size);
 406   final_offset = byte % inner_size;
 407   if (final_offset + GET_MODE_SIZE (outermode) > inner_size)
 408     return NULL_RTX;
 409
 410   return simplify_gen_subreg (outermode, part, GET_MODE (part), final_offset);
 411 }
 412
 413 /* Wrapper around simplify_gen_subreg which handles CONCATN.  */
 414
 415 static rtx
 416 simplify_gen_subreg_concatn (enum machine_mode outermode, rtx op,
 417                              enum machine_mode innermode, unsigned int byte)
 418 {
 419   rtx ret;
 420
 421   /* We have to handle generating a SUBREG of a SUBREG of a CONCATN.
 422      If OP is a SUBREG of a CONCATN, then it must be a simple mode
 423      change with the same size and offset 0, or it must extract a
 424      part.  We shouldn't see anything else here.  */
 425   if (GET_CODE (op) == SUBREG && GET_CODE (SUBREG_REG (op)) == CONCATN)
 426     {
 427       rtx op2;
 428
 429       if ((GET_MODE_SIZE (GET_MODE (op))
 430            == GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (op))))
 431           && SUBREG_BYTE (op) == 0)
 432         return simplify_gen_subreg_concatn (outermode, SUBREG_REG (op),
 433                                             GET_MODE (SUBREG_REG (op)), byte);
 434
 435       op2 = simplify_subreg_concatn (GET_MODE (op), SUBREG_REG (op),
 436                                      SUBREG_BYTE (op));
 437       if (op2 == NULL_RTX)
 438         {
 439           /* We don't handle paradoxical subregs here.  */
 440           gcc_assert (GET_MODE_SIZE (outermode)
 441                       <= GET_MODE_SIZE (GET_MODE (op)));
 442           gcc_assert (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (op))
 443                       <= GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (op))));
 444           op2 = simplify_subreg_concatn (outermode, SUBREG_REG (op),
 445                                          byte + SUBREG_BYTE (op));
 446           gcc_assert (op2 != NULL_RTX);
 447           return op2;
 448         }
 449
 450       op = op2;
 451       gcc_assert (op != NULL_RTX);
 452       gcc_assert (innermode == GET_MODE (op));
 453     }
 454
 455   if (GET_CODE (op) == CONCATN)
 456     return simplify_subreg_concatn (outermode, op, byte);
 457
 458   ret = simplify_gen_subreg (outermode, op, innermode, byte);
 459
 460   /* If we see an insn like (set (reg:DI) (subreg:DI (reg:SI) 0)) then
 461      resolve_simple_move will ask for the high part of the paradoxical
 462      subreg, which does not have a value.  Just return a zero.  */
 463   if (ret == NULL_RTX
 464       && GET_CODE (op) == SUBREG
 465       && SUBREG_BYTE (op) == 0
 466       && (GET_MODE_SIZE (innermode)
 467           > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (op)))))
 468     return CONST0_RTX (outermode);
 469
 470   gcc_assert (ret != NULL_RTX);
 471   return ret;
 472 }
 473
 474 /* Return whether we should resolve X into the registers into which it
 475    was decomposed.  */
 476
 477 static bool
 478 resolve_reg_p (rtx x)
 479 {
 480   return GET_CODE (x) == CONCATN;
 481 }
 482
 483 /* Return whether X is a SUBREG of a register which we need to
 484    resolve.  */
 485
 486 static bool
 487 resolve_subreg_p (rtx x)
 488 {
 489   if (GET_CODE (x) != SUBREG)
 490     return false;
 491   return resolve_reg_p (SUBREG_REG (x));
 492 }
 493
 494 /* This is called via for_each_rtx.  Look for SUBREGs which need to be
 495    decomposed.  */
 496
 497 static int
 498 resolve_subreg_use (rtx *px, void *data)
 499 {
 500   rtx insn = (rtx) data;
 501   rtx x = *px;
 502
 503   if (x == NULL_RTX)
 504     return 0;
 505
 506   if (resolve_subreg_p (x))
 507     {
 508       x = simplify_subreg_concatn (GET_MODE (x), SUBREG_REG (x),
 509                                    SUBREG_BYTE (x));
 510
 511       /* It is possible for a note to contain a reference which we can
 512          decompose.  In this case, return 1 to the caller to indicate
 513          that the note must be removed.  */
 514       if (!x)
 515         {
 516           gcc_assert (!insn);
 517           return 1;
 518         }
 519
 520       validate_change (insn, px, x, 1);
 521       return -1;
 522     }
 523
 524   if (resolve_reg_p (x))
 525     {
 526       /* Return 1 to the caller to indicate that we found a direct
 527          reference to a register which is being decomposed.  This can
 528          happen inside notes.  */
 529       gcc_assert (!insn);
 530       return 1;
 531     }
 532
 533   return 0;
 534 }
 535
 536 /* We are deleting INSN.  Move any EH_REGION notes to INSNS.  */
 537
 538 static void
 539 move_eh_region_note (rtx insn, rtx insns)
 540 {
 541   rtx note, p;
 542
 543   note = find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX);
 544   if (note == NULL_RTX)
 545     return;
 546
 547   gcc_assert (CALL_P (insn)
 548               || (flag_non_call_exceptions && may_trap_p (PATTERN (insn))));
 549
 550   for (p = insns; p != NULL_RTX; p = NEXT_INSN (p))
 551     {
 552       if (CALL_P (p)
 553           || (flag_non_call_exceptions
 554               && INSN_P (p)
 555               && may_trap_p (PATTERN (p))))
 556         REG_NOTES (p) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EH_REGION, XEXP (note, 0),
 557                                            REG_NOTES (p));
 558     }
 559 }
 560
 561 /* If there is a REG_LIBCALL note on OLD_START, move it to NEW_START,
 562    and link the corresponding REG_RETVAL note to NEW_START.  */
 563
 564 static void
 565 move_libcall_note (rtx old_start, rtx new_start)
 566 {
 567   rtx note0, note1, end;
 568
 569   note0 = find_reg_note (old_start, REG_LIBCALL, NULL);
 570   if (note0 == NULL_RTX)
 571     return;
 572
 573   remove_note (old_start, note0);
 574   end = XEXP (note0, 0);
 575   note1 = find_reg_note (end, REG_RETVAL, NULL);
 576
 577   XEXP (note0, 1) = REG_NOTES (new_start);
 578   REG_NOTES (new_start) = note0;
 579   XEXP (note1, 0) = new_start;
 580 }
 581
 582 /* Remove any REG_RETVAL note, the corresponding REG_LIBCALL note, and
 583    any markers for a no-conflict block.  We have decomposed the
 584    registers so the non-conflict is now obvious.  */
 585
 586 static void
 587 remove_retval_note (rtx insn1)
 588 {
 589   rtx note0, insn0, note1, insn;
 590
 591   note1 = find_reg_note (insn1, REG_RETVAL, NULL);
 592   if (note1 == NULL_RTX)
 593     return;
 594
 595   insn0 = XEXP (note1, 0);
 596   note0 = find_reg_note (insn0, REG_LIBCALL, NULL);
 597
 598   remove_note (insn0, note0);
 599   remove_note (insn1, note1);
 600
 601   for (insn = insn0; insn != insn1; insn = NEXT_INSN (insn))
 602     {
 603       while (1)
 604         {
 605           rtx note;
 606
 607           note = find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT, NULL);
 608           if (note == NULL_RTX)
 609             break;
 610           remove_note (insn, note);
 611         }
 612     }
 613 }
 614
 615 /* Resolve any decomposed registers which appear in register notes on
 616    INSN.  */
 617
 618 static void
 619 resolve_reg_notes (rtx insn)
 620 {
 621   rtx *pnote, note;
 622
 623   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
 624   if (note)
 625     {
 626       int old_count = num_validated_changes ();
 627       if (for_each_rtx (&XEXP (note, 0), resolve_subreg_use, NULL))
 628         {
 629           remove_note (insn, note);
 630           remove_retval_note (insn);
 631         }
 632       else
 633         if (old_count != num_validated_changes ())
 634           df_notes_rescan (insn);
 635     }
 636
 637   pnote = &REG_NOTES (insn);
 638   while (*pnote != NULL_RTX)
 639     {
 640       bool delete = false;
 641
 642       note = *pnote;
 643       switch (REG_NOTE_KIND (note))
 644         {
 645         case REG_NO_CONFLICT:
 646         case REG_DEAD:
 647         case REG_UNUSED:
 648           if (resolve_reg_p (XEXP (note, 0)))
 649             delete = true;
 650           break;
 651
 652         default:
 653           break;
 654         }
 655
 656       if (delete)
 657         *pnote = XEXP (note, 1);
 658       else
 659         pnote = &XEXP (note, 1);
 660     }
 661 }
 662
 663 /* Return whether X can be decomposed into subwords.  */
 664
 665 static bool
 666 can_decompose_p (rtx x)
 667 {
 668   if (REG_P (x))
 669     {
 670       unsigned int regno = REGNO (x);
 671
 672       if (HARD_REGISTER_NUM_P (regno))
 673         return (validate_subreg (word_mode, GET_MODE (x), x, UNITS_PER_WORD)
 674                 && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, word_mode));
 675       else
 676         return !bitmap_bit_p (non_decomposable_context, regno);
 677     }
 678
 679   return true;
 680 }
 681
 682 /* Decompose the registers used in a simple move SET within INSN.  If
 683    we don't change anything, return INSN, otherwise return the start
 684    of the sequence of moves.  */
 685
 686 static rtx
 687 resolve_simple_move (rtx set, rtx insn)
 688 {
 689   rtx src, dest, real_dest, insns;
 690   enum machine_mode orig_mode, dest_mode;
 691   unsigned int words;
 692   bool pushing;
 693
 694   src = SET_SRC (set);
 695   dest = SET_DEST (set);
 696   orig_mode = GET_MODE (dest);
 697
 698   words = (GET_MODE_SIZE (orig_mode) + UNITS_PER_WORD - 1) / UNITS_PER_WORD;
 699   if (words <= 1)
 700     return insn;
 701
 702   start_sequence ();
 703
 704   /* We have to handle copying from a SUBREG of a decomposed reg where
 705      the SUBREG is larger than word size.  Rather than assume that we
 706      can take a word_mode SUBREG of the destination, we copy to a new
 707      register and then copy that to the destination.  */
 708
 709   real_dest = NULL_RTX;
 710
 711   if (GET_CODE (src) == SUBREG
 712       && resolve_reg_p (SUBREG_REG (src))
 713       && (SUBREG_BYTE (src) != 0
 714           || (GET_MODE_SIZE (orig_mode)
 715               != GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (src))))))
 716     {
 717       real_dest = dest;
 718       dest = gen_reg_rtx (orig_mode);
 719       if (REG_P (real_dest))
 720         REG_ATTRS (dest) = REG_ATTRS (real_dest);
 721     }
 722
 723   /* Similarly if we are copying to a SUBREG of a decomposed reg where
 724      the SUBREG is larger than word size.  */
 725
 726   if (GET_CODE (dest) == SUBREG
 727       && resolve_reg_p (SUBREG_REG (dest))
 728       && (SUBREG_BYTE (dest) != 0
 729           || (GET_MODE_SIZE (orig_mode)
 730               != GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (dest))))))
 731     {
 732       rtx reg, minsn, smove;
 733
 734       reg = gen_reg_rtx (orig_mode);
 735       minsn = emit_move_insn (reg, src);
 736       smove = single_set (minsn);
 737       gcc_assert (smove != NULL_RTX);
 738       resolve_simple_move (smove, minsn);
 739       src = reg;
 740     }
 741
 742   /* If we didn't have any big SUBREGS of decomposed registers, and
 743      neither side of the move is a register we are decomposing, then
 744      we don't have to do anything here.  */
 745
 746   if (src == SET_SRC (set)
 747       && dest == SET_DEST (set)
 748       && !resolve_reg_p (src)
 749       && !resolve_subreg_p (src)
 750       && !resolve_reg_p (dest)
 751       && !resolve_subreg_p (dest))
 752     {
 753       end_sequence ();
 754       return insn;
 755     }
 756
 757   /* It's possible for the code to use a subreg of a decomposed
 758      register while forming an address.  We need to handle that before
 759      passing the address to emit_move_insn.  We pass NULL_RTX as the
 760      insn parameter to resolve_subreg_use because we can not validate
 761      the insn yet.  */
 762   if (MEM_P (src) || MEM_P (dest))
 763     {
 764       int acg;
 765
 766       if (MEM_P (src))
 767         for_each_rtx (&XEXP (src, 0), resolve_subreg_use, NULL_RTX);
 768       if (MEM_P (dest))
 769         for_each_rtx (&XEXP (dest, 0), resolve_subreg_use, NULL_RTX);
 770       acg = apply_change_group ();
 771       gcc_assert (acg);
 772     }
 773
 774   /* If SRC is a register which we can't decompose, or has side
 775      effects, we need to move via a temporary register.  */
 776
 777   if (!can_decompose_p (src)
 778       || side_effects_p (src)
 779       || GET_CODE (src) == ASM_OPERANDS)
 780     {
 781       rtx reg;
 782
 783       reg = gen_reg_rtx (orig_mode);
 784       emit_move_insn (reg, src);
 785       src = reg;
 786     }
 787
 788   /* If DEST is a register which we can't decompose, or has side
 789      effects, we need to first move to a temporary register.  We
 790      handle the common case of pushing an operand directly.  We also
 791      go through a temporary register if it holds a floating point
 792      value.  This gives us better code on systems which can't move
 793      data easily between integer and floating point registers.  */
 794
 795   dest_mode = orig_mode;
 796   pushing = push_operand (dest, dest_mode);
 797   if (!can_decompose_p (dest)
 798       || (side_effects_p (dest) && !pushing)
 799       || (!SCALAR_INT_MODE_P (dest_mode)
 800           && !resolve_reg_p (dest)
 801           && !resolve_subreg_p (dest)))
 802     {
 803       if (real_dest == NULL_RTX)
 804         real_dest = dest;
 805       if (!SCALAR_INT_MODE_P (dest_mode))
 806         {
 807           dest_mode = mode_for_size (GET_MODE_SIZE (dest_mode) * BITS_PER_UNIT,
 808                                      MODE_INT, 0);
 809           gcc_assert (dest_mode != BLKmode);
 810         }
 811       dest = gen_reg_rtx (dest_mode);
 812       if (REG_P (real_dest))
 813         REG_ATTRS (dest) = REG_ATTRS (real_dest);
 814     }
 815
 816   if (pushing)
 817     {
 818       unsigned int i, j, jinc;
 819
 820       gcc_assert (GET_MODE_SIZE (orig_mode) % UNITS_PER_WORD == 0);
 821       gcc_assert (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != PRE_MODIFY);
 822       gcc_assert (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != POST_MODIFY);
 823
 824       if (WORDS_BIG_ENDIAN == STACK_GROWS_DOWNWARD)
 825         {
 826           j = 0;
 827           jinc = 1;
 828         }
 829       else
 830         {
 831           j = words - 1;
 832           jinc = -1;
 833         }
 834
 835       for (i = 0; i < words; ++i, j += jinc)
 836         {
 837           rtx temp;
 838
 839           temp = copy_rtx (XEXP (dest, 0));
 840           temp = adjust_automodify_address_nv (dest, word_mode, temp,
 841                                                j * UNITS_PER_WORD);
 842           emit_move_insn (temp,
 843                           simplify_gen_subreg_concatn (word_mode, src,
 844                                                        orig_mode,
 845                                                        j * UNITS_PER_WORD));
 846         }
 847     }
 848   else
 849     {
 850       unsigned int i;
 851
 852       if (REG_P (dest) && !HARD_REGISTER_NUM_P (REGNO (dest)))
 853         emit_insn (gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, dest));
 854
 855       for (i = 0; i < words; ++i)
 856         emit_move_insn (simplify_gen_subreg_concatn (word_mode, dest,
 857                                                      dest_mode,
 858                                                      i * UNITS_PER_WORD),
 859                         simplify_gen_subreg_concatn (word_mode, src,
 860                                                      orig_mode,
 861                                                      i * UNITS_PER_WORD));
 862     }
 863
 864   if (real_dest != NULL_RTX)
 865     {
 866       rtx mdest, minsn, smove;
 867
 868       if (dest_mode == orig_mode)
 869         mdest = dest;
 870       else
 871         mdest = simplify_gen_subreg (orig_mode, dest, GET_MODE (dest), 0);
 872       minsn = emit_move_insn (real_dest, mdest);
 873
 874       smove = single_set (minsn);
 875       gcc_assert (smove != NULL_RTX);
 876
 877       resolve_simple_move (smove, minsn);
 878     }
 879
 880   insns = get_insns ();
 881   end_sequence ();
 882
 883   move_eh_region_note (insn, insns);
 884
 885   emit_insn_before (insns, insn);
 886
 887   move_libcall_note (insn, insns);
 888   remove_retval_note (insn);
 889   delete_insn (insn);
 890
 891   return insns;
 892 }
 893
 894 /* Change a CLOBBER of a decomposed register into a CLOBBER of the
 895    component registers.  Return whether we changed something.  */
 896
 897 static bool
 898 resolve_clobber (rtx pat, rtx insn)
 899 {
 900   rtx reg;
 901   enum machine_mode orig_mode;
 902   unsigned int words, i;
 903   int ret;
 904
 905   reg = XEXP (pat, 0);
 906   if (!resolve_reg_p (reg) && !resolve_subreg_p (reg))
 907     return false;
 908
 909   orig_mode = GET_MODE (reg);
 910   words = GET_MODE_SIZE (orig_mode);
 911   words = (words + UNITS_PER_WORD - 1) / UNITS_PER_WORD;
 912
 913   ret = validate_change (NULL_RTX, &XEXP (pat, 0),
 914                          simplify_gen_subreg_concatn (word_mode, reg,
 915                                                       orig_mode, 0),
 916                          0);
 917   df_insn_rescan (insn);
 918   gcc_assert (ret != 0);
 919
 920   for (i = words - 1; i > 0; --i)
 921     {
 922       rtx x;
 923
 924       x = simplify_gen_subreg_concatn (word_mode, reg, orig_mode,
 925                                        i * UNITS_PER_WORD);
 926       x = gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, x);
 927       emit_insn_after (x, insn);
 928     }
 929
 930   return true;
 931 }
 932
 933 /* A USE of a decomposed register is no longer meaningful.  Return
 934    whether we changed something.  */
 935
 936 static bool
 937 resolve_use (rtx pat, rtx insn)
 938 {
 939   if (resolve_reg_p (XEXP (pat, 0)) || resolve_subreg_p (XEXP (pat, 0)))
 940     {
 941       delete_insn (insn);
 942       return true;
 943     }
 944   return false;
 945 }
 946
 947 /* Look for registers which are always accessed via word-sized SUBREGs
 948    or via copies.  Decompose these registers into several word-sized
 949    pseudo-registers.  */
 950
 951 static void
 952 decompose_multiword_subregs (void)
 953 {
 954   unsigned int max;
 955   basic_block bb;
 956
 957   if (df)
 958     df_set_flags (DF_DEFER_INSN_RESCAN);
 959
 960   max = max_reg_num ();
 961
 962   /* First see if there are any multi-word pseudo-registers.  If there
 963      aren't, there is nothing we can do.  This should speed up this
 964      pass in the normal case, since it should be faster than scanning
 965      all the insns.  */
 966   {
 967     unsigned int i;
 968
 969     for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max; ++i)
 970       {
 971         if (regno_reg_rtx[i] != NULL
 972             && GET_MODE_SIZE (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) > UNITS_PER_WORD)
 973           break;
 974       }
 975     if (i == max)
 976       return;
 977   }
 978
 979   /* FIXME: When the dataflow branch is merged, we can change this
 980      code to look for each multi-word pseudo-register and to find each
 981      insn which sets or uses that register.  That should be faster
 982      than scanning all the insns.  */
 983
 984   decomposable_context = BITMAP_ALLOC (NULL);
 985   non_decomposable_context = BITMAP_ALLOC (NULL);
 986
 987   reg_copy_graph = VEC_alloc (bitmap, heap, max);
 988   VEC_safe_grow (bitmap, heap, reg_copy_graph, max);
 989   memset (VEC_address (bitmap, reg_copy_graph), 0, sizeof (bitmap) * max);
 990
 991   FOR_EACH_BB (bb)
 992     {
 993       rtx insn;
 994
 995       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
 996         {
 997           rtx set;
 998           enum classify_move_insn cmi;
 999           int i, n;
1000
1001           if (!INSN_P (insn)
1002               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
1003               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == USE)
1004             continue;
1005
1006           recog_memoized (insn);
1007           extract_insn (insn);
1008
1009           set = simple_move (insn);
1010
1011           if (!set)
1012             cmi = NOT_SIMPLE_MOVE;
1013           else
1014             {
1015               bool retval;
1016
1017               retval = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX) != NULL_RTX;
1018
1019               if (find_pseudo_copy (set) && !retval)
1020                 cmi = SIMPLE_PSEUDO_REG_MOVE;
1021               else if (retval
1022                        && REG_P (SET_SRC (set))
1023                        && HARD_REGISTER_P (SET_SRC (set)))
1024                 {
1025                   rtx note;
1026
1027                   /* We don't want to decompose an assignment which
1028                      copies the value returned by a libcall to a
1029                      pseudo-register.  Doing that will lose the RETVAL
1030                      note with no real gain.  */
1031                   cmi = NOT_SIMPLE_MOVE;
1032
1033                   /* If we have a RETVAL note, there should be an
1034                      EQUAL note.  We don't want to decompose any
1035                      registers which that EQUAL note refers to
1036                      directly.  If we do, we will no longer know the
1037                      value of the libcall.  */
1038                   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1039                   if (note != NULL_RTX)
1040                     for_each_rtx (&XEXP (note, 0), find_decomposable_subregs,
1041                                   &cmi);
1042                 }
1043               else
1044                 cmi = SIMPLE_MOVE;
1045             }
1046
1047           n = recog_data.n_operands;
1048           for (i = 0; i < n; ++i)
1049             {
1050               for_each_rtx (&recog_data.operand[i],
1051                             find_decomposable_subregs,
1052                             &cmi);
1053
1054               /* We handle ASM_OPERANDS as a special case to support
1055                  things like x86 rdtsc which returns a DImode value.
1056                  We can decompose the output, which will certainly be
1057                  operand 0, but not the inputs.  */
1058
1059               if (cmi == SIMPLE_MOVE
1060                   && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASM_OPERANDS)
1061                 {
1062                   gcc_assert (i == 0);
1063                   cmi = NOT_SIMPLE_MOVE;
1064                 }
1065             }
1066         }
1067     }
1068
1069   bitmap_and_compl_into (decomposable_context, non_decomposable_context);
1070   if (!bitmap_empty_p (decomposable_context))
1071     {
1072       sbitmap sub_blocks;
1073       unsigned int i;
1074       sbitmap_iterator sbi;
1075       bitmap_iterator iter;
1076       unsigned int regno;
1077
1078       propagate_pseudo_copies ();
1079
1080       sub_blocks = sbitmap_alloc (last_basic_block);
1081       sbitmap_zero (sub_blocks);
1082
1083       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (decomposable_context, 0, regno, iter)
1084         decompose_register (regno);
1085
1086       FOR_EACH_BB (bb)
1087         {
1088           rtx insn;
1089
1090           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1091             {
1092               rtx next, pat;
1093               bool changed;
1094
1095               if (!INSN_P (insn))
1096                 continue;
1097
1098               next = NEXT_INSN (insn);
1099               changed = false;
1100
1101               pat = PATTERN (insn);
1102               if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1103                 {
1104                   if (resolve_clobber (pat, insn))
1105                     changed = true;
1106                 }
1107               else if (GET_CODE (pat) == USE)
1108                 {
1109                   if (resolve_use (pat, insn))
1110                     changed = true;
1111                 }
1112               else
1113                 {
1114                   rtx set;
1115                   int i;
1116
1117                   recog_memoized (insn);
1118                   extract_insn (insn);
1119
1120                   set = simple_move (insn);
1121                   if (set)
1122                     {
1123                       rtx orig_insn = insn;
1124                       bool cfi = control_flow_insn_p (insn);
1125
1126                       /* We can end up splitting loads to multi-word pseudos
1127                          into separate loads to machine word size pseudos.
1128                          When this happens, we first had one load that can
1129                          throw, and after resolve_simple_move we'll have a
1130                          bunch of loads (at least two).  All those loads may
1131                          trap if we can have non-call exceptions, so they
1132                          all will end the current basic block.  We split the
1133                          block after the outer loop over all insns, but we
1134                          make sure here that we will be able to split the
1135                          basic block and still produce the correct control
1136                          flow graph for it.  */
1137                       gcc_assert (!cfi
1138                                   || (flag_non_call_exceptions
1139                                       && can_throw_internal (insn)));
1140
1141                       insn = resolve_simple_move (set, insn);
1142                       if (insn != orig_insn)
1143                         {
1144                           changed = true;
1145
1146                           remove_retval_note (insn);
1147
1148                           recog_memoized (insn);
1149                           extract_insn (insn);
1150
1151                           if (cfi)
1152                             SET_BIT (sub_blocks, bb->index);
1153                         }
1154                     }
1155
1156                   for (i = recog_data.n_operands - 1; i >= 0; --i)
1157                     for_each_rtx (recog_data.operand_loc[i],
1158                                   resolve_subreg_use,
1159                                   insn);
1160
1161                   resolve_reg_notes (insn);
1162
1163                   if (num_validated_changes () > 0)
1164                     {
1165                       for (i = recog_data.n_dups - 1; i >= 0; --i)
1166                         {
1167                           rtx *pl = recog_data.dup_loc[i];
1168                           int dup_num = recog_data.dup_num[i];
1169                           rtx *px = recog_data.operand_loc[dup_num];
1170
1171                           validate_change (insn, pl, *px, 1);
1172                         }
1173
1174                       i = apply_change_group ();
1175                       gcc_assert (i);
1176
1177                       remove_retval_note (insn);
1178
1179                       changed = true;
1180                     }
1181                 }
1182             }
1183         }
1184
1185       /* If we had insns to split that caused control flow insns in the middle
1186          of a basic block, split those blocks now.  Note that we only handle
1187          the case where splitting a load has caused multiple possibly trapping
1188          loads to appear.  */
1189       EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (sub_blocks, 0, i, sbi)
1190         {
1191           rtx insn, end;
1192           edge fallthru;
1193
1194           bb = BASIC_BLOCK (i);
1195           insn = BB_HEAD (bb);
1196           end = BB_END (bb);
1197
1198           while (insn != end)
1199             {
1200               if (control_flow_insn_p (insn))
1201                 {
1202                   /* Split the block after insn.  There will be a fallthru
1203                      edge, which is OK so we keep it.  We have to create the
1204                      exception edges ourselves.  */
1205                   fallthru = split_block (bb, insn);
1206                   rtl_make_eh_edge (NULL, bb, BB_END (bb));
1207                   bb = fallthru->dest;
1208                   insn = BB_HEAD (bb);
1209                 }
1210               else
1211                 insn = NEXT_INSN (insn);
1212             }
1213         }
1214
1215       sbitmap_free (sub_blocks);
1216     }
1217
1218   {
1219     unsigned int i;
1220     bitmap b;
1221
1222     for (i = 0; VEC_iterate (bitmap, reg_copy_graph, i, b); ++i)
1223       if (b)
1224         BITMAP_FREE (b);
1225   }
1226
1227   VEC_free (bitmap, heap, reg_copy_graph);
1228
1229   BITMAP_FREE (decomposable_context);
1230   BITMAP_FREE (non_decomposable_context);
1231 }
1232 \f
1233 /* Gate function for lower subreg pass.  */
1234
1235 static bool
1236 gate_handle_lower_subreg (void)
1237 {
1238   return flag_split_wide_types != 0;
1239 }
1240
1241 /* Implement first lower subreg pass.  */
1242
1243 static unsigned int
1244 rest_of_handle_lower_subreg (void)
1245 {
1246   decompose_multiword_subregs ();
1247   return 0;
1248 }
1249
1250 /* Implement second lower subreg pass.  */
1251
1252 static unsigned int
1253 rest_of_handle_lower_subreg2 (void)
1254 {
1255   decompose_multiword_subregs ();
1256   return 0;
1257 }
1258
1259 struct tree_opt_pass pass_lower_subreg =
1260 {
1261   "subreg",                             /* name */
1262   gate_handle_lower_subreg,             /* gate */
1263   rest_of_handle_lower_subreg,          /* execute */
1264   NULL,                                 /* sub */
1265   NULL,                                 /* next */
1266   0,                                    /* static_pass_number */
1267   TV_LOWER_SUBREG,                      /* tv_id */
1268   0,                                    /* properties_required */
1269   0,                                    /* properties_provided */
1270   0,                                    /* properties_destroyed */
1271   0,                                    /* todo_flags_start */
1272   TODO_dump_func |
1273   TODO_ggc_collect |
1274   TODO_verify_flow,                     /* todo_flags_finish */
1275   'u'                                   /* letter */
1276 };
1277
1278 struct tree_opt_pass pass_lower_subreg2 =
1279 {
1280   "subreg2",                            /* name */
1281   gate_handle_lower_subreg,             /* gate */
1282   rest_of_handle_lower_subreg2,          /* execute */
1283   NULL,                                 /* sub */
1284   NULL,                                 /* next */
1285   0,                                    /* static_pass_number */
1286   TV_LOWER_SUBREG,                      /* tv_id */
1287   0,                                    /* properties_required */
1288   0,                                    /* properties_provided */
1289   0,                                    /* properties_destroyed */
1290   0,                                    /* todo_flags_start */
1291   TODO_df_finish |
1292   TODO_dump_func |
1293   TODO_ggc_collect |
1294   TODO_verify_flow,                     /* todo_flags_finish */
1295   'U'                                   /* letter */
1296 };