OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / stupid.c
1 /* Dummy data flow analysis for GNU compiler in nonoptimizing mode.
2    Copyright (C) 1987, 91, 94, 95, 96, 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 /* This file performs stupid register allocation, which is used
23    when cc1 gets the -noreg switch (which is when cc does not get -O).
24
25    Stupid register allocation goes in place of the flow_analysis,
26    local_alloc and global_alloc passes.  combine_instructions cannot
27    be done with stupid allocation because the data flow info that it needs
28    is not computed here.
29
30    In stupid allocation, the only user-defined variables that can
31    go in registers are those declared "register".  They are assumed
32    to have a life span equal to their scope.  Other user variables
33    are given stack slots in the rtl-generation pass and are not
34    represented as pseudo regs.  A compiler-generated temporary
35    is assumed to live from its first mention to its last mention.
36
37    Since each pseudo-reg's life span is just an interval, it can be
38    represented as a pair of numbers, each of which identifies an insn by
39    its position in the function (number of insns before it).  The first
40    thing done for stupid allocation is to compute such a number for each
41    insn.  It is called the suid.  Then the life-interval of each
42    pseudo reg is computed.  Then the pseudo regs are ordered by priority
43    and assigned hard regs in priority order.  */
44
45 #include "config.h"
46 #include "system.h"
47
48 #include "rtl.h"
49 #include "hard-reg-set.h"
50 #include "regs.h"
51 #include "flags.h"
52 #include "toplev.h"
53 \f
54 /* Vector mapping INSN_UIDs to suids.
55    The suids are like uids but increase monotonically always.
56    We use them to see whether a subroutine call came
57    between a variable's birth and its death.  */
58
59 static int *uid_suid;
60
61 /* Get the suid of an insn.  */
62
63 #define INSN_SUID(INSN) (uid_suid[INSN_UID (INSN)])
64
65 /* Record the suid of the last CALL_INSN
66    so we can tell whether a pseudo reg crosses any calls.  */
67
68 static int last_call_suid;
69
70 /* Record the suid of the last NOTE_INSN_SETJMP
71    so we can tell whether a pseudo reg crosses any setjmp.  */
72
73 static int last_setjmp_suid;
74
75 /* Element N is suid of insn where life span of pseudo reg N ends.
76    Element is  0 if register N has not been seen yet on backward scan.  */
77
78 static int *reg_where_dead;
79
80 /* Element N is suid of insn where life span of pseudo reg N begins.  */
81
82 static int *reg_where_born;
83
84 /* Numbers of pseudo-regs to be allocated, highest priority first.  */
85
86 static int *reg_order;
87
88 /* Indexed by reg number (hard or pseudo), nonzero if register is live
89    at the current point in the instruction stream.  */
90
91 static char *regs_live;
92
93 /* Indexed by reg number, nonzero if reg was used in a SUBREG that changes
94    its size.  */
95
96 static char *regs_change_size;
97
98 /* Indexed by reg number, nonzero if reg crosses a setjmp.  */
99
100 static char *regs_crosses_setjmp;
101
102 /* Indexed by insn's suid, the set of hard regs live after that insn.  */
103
104 static HARD_REG_SET *after_insn_hard_regs;
105
106 /* Record that hard reg REGNO is live after insn INSN.  */
107
108 #define MARK_LIVE_AFTER(INSN,REGNO)  \
109   SET_HARD_REG_BIT (after_insn_hard_regs[INSN_SUID (INSN)], (REGNO))
110
111 static int stupid_reg_compare   PROTO((const GENERIC_PTR,const GENERIC_PTR));
112 static int stupid_find_reg      PROTO((int, enum reg_class, enum machine_mode,
113                                        int, int, int));
114 static void stupid_mark_refs    PROTO((rtx, rtx));
115 \f
116 /* Stupid life analysis is for the case where only variables declared
117    `register' go in registers.  For this case, we mark all
118    pseudo-registers that belong to register variables as
119    dying in the last instruction of the function, and all other
120    pseudo registers as dying in the last place they are referenced.
121    Hard registers are marked as dying in the last reference before
122    the end or before each store into them.  */
123
124 void
125 stupid_life_analysis (f, nregs, file)
126      rtx f;
127      int nregs;
128      FILE *file;
129 {
130   register int i;
131   register rtx last, insn;
132   int max_uid, max_suid;
133
134   current_function_has_computed_jump = 0;
135
136   bzero (regs_ever_live, sizeof regs_ever_live);
137
138   regs_live = (char *) xmalloc (nregs);
139
140   /* First find the last real insn, and count the number of insns,
141      and assign insns their suids.  */
142
143   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
144     if (INSN_UID (insn) > i)
145       i = INSN_UID (insn);
146
147   max_uid = i + 1;
148   uid_suid = (int *) xmalloc ((i + 1) * sizeof (int));
149
150   /* Compute the mapping from uids to suids.
151      Suids are numbers assigned to insns, like uids,
152      except that suids increase monotonically through the code.  */
153
154   last = 0;                     /* In case of empty function body */
155   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
156     {
157       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
158         last = insn;
159
160       INSN_SUID (insn) = ++i;
161     }
162
163   last_call_suid = i + 1;
164   last_setjmp_suid = i + 1;
165   max_suid = i + 1;
166
167   max_regno = nregs;
168
169   /* Allocate tables to record info about regs.  */
170
171   reg_where_dead = (int *) xmalloc (nregs * sizeof (int));
172   bzero ((char *) reg_where_dead, nregs * sizeof (int));
173
174   reg_where_born = (int *) xmalloc (nregs * sizeof (int));
175   bzero ((char *) reg_where_born, nregs * sizeof (int));
176
177   reg_order = (int *) xmalloc (nregs * sizeof (int));
178   bzero ((char *) reg_order, nregs * sizeof (int));
179
180   regs_change_size = (char *) xmalloc (nregs * sizeof (char));
181   bzero ((char *) regs_change_size, nregs * sizeof (char));
182
183   regs_crosses_setjmp = (char *) xmalloc (nregs * sizeof (char));
184   bzero ((char *) regs_crosses_setjmp, nregs * sizeof (char));
185
186   /* Allocate the reg_renumber array */
187   allocate_reg_info (max_regno, FALSE, TRUE);
188   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
189     reg_renumber[i] = i;
190
191   after_insn_hard_regs
192     = (HARD_REG_SET *) xmalloc (max_suid * sizeof (HARD_REG_SET));
193
194   bzero ((char *) after_insn_hard_regs, max_suid * sizeof (HARD_REG_SET));
195
196   /* Allocate and zero out many data structures
197      that will record the data from lifetime analysis.  */
198
199   allocate_for_life_analysis ();
200
201   for (i = 0; i < max_regno; i++)
202     REG_N_DEATHS (i) = 1;
203
204   bzero (regs_live, nregs);
205
206   /* Find where each pseudo register is born and dies,
207      by scanning all insns from the end to the start
208      and noting all mentions of the registers.
209
210      Also find where each hard register is live
211      and record that info in after_insn_hard_regs.
212      regs_live[I] is 1 if hard reg I is live
213      at the current point in the scan.  */
214
215   for (insn = last; insn; insn = PREV_INSN (insn))
216     {
217       register HARD_REG_SET *p = after_insn_hard_regs + INSN_SUID (insn);
218
219       /* Copy the info in regs_live into the element of after_insn_hard_regs
220          for the current position in the rtl code.  */
221
222       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
223         if (regs_live[i])
224           SET_HARD_REG_BIT (*p, i);
225
226       /* Update which hard regs are currently live
227          and also the birth and death suids of pseudo regs
228          based on the pattern of this insn.  */
229
230       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
231         stupid_mark_refs (PATTERN (insn), insn);
232
233       if (GET_CODE (insn) == NOTE
234           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_SETJMP)
235         last_setjmp_suid = INSN_SUID (insn);
236
237       /* Mark all call-clobbered regs as dead after each call insn so that
238          a pseudo whose life span includes this insn will not go in one of
239          them.  If the function contains a non-local goto, mark all hard
240          registers dead (except for stack related bits).
241
242          Then mark those regs as all dead for the continuing scan
243          of the insns before the call.  */
244
245       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
246         {
247           last_call_suid = INSN_SUID (insn);
248
249           if (current_function_has_nonlocal_label)
250             {
251               IOR_COMPL_HARD_REG_SET (after_insn_hard_regs[last_call_suid],
252                                       fixed_reg_set);
253               for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
254                 if (! fixed_regs[i])
255                   regs_live[i] = 0;
256             }
257           else
258             {
259               IOR_HARD_REG_SET (after_insn_hard_regs[last_call_suid],
260                                 call_used_reg_set);
261               for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
262                 if (call_used_regs[i])
263                   regs_live[i] = 0;
264             }
265
266           /* It is important that this be done after processing the insn's
267              pattern because we want the function result register to still
268              be live if it's also used to pass arguments.  */
269           stupid_mark_refs (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn), insn);
270         }
271       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN && computed_jump_p (insn))
272         current_function_has_computed_jump = 1;
273     }
274
275   /* Now decide the order in which to allocate the pseudo registers.  */
276
277   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1; i < max_regno; i++)
278     reg_order[i] = i;
279
280   qsort (&reg_order[LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1],
281          max_regno - LAST_VIRTUAL_REGISTER - 1, sizeof (int),
282          stupid_reg_compare);
283
284   /* Now, in that order, try to find hard registers for those pseudo regs.  */
285
286   for (i = LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1; i < max_regno; i++)
287     {
288       register int r = reg_order[i];
289
290       /* Some regnos disappear from the rtl.  Ignore them to avoid crash. 
291          Also don't allocate registers that cross a setjmp, or live across
292          a call if this function receives a nonlocal goto.  */
293       if (regno_reg_rtx[r] == 0 || regs_crosses_setjmp[r]
294           || (REG_N_CALLS_CROSSED (r) > 0 
295               && current_function_has_nonlocal_label))
296         continue;
297
298       /* Now find the best hard-register class for this pseudo register */
299       if (N_REG_CLASSES > 1)
300         reg_renumber[r] = stupid_find_reg (REG_N_CALLS_CROSSED (r), 
301                                            reg_preferred_class (r),
302                                            PSEUDO_REGNO_MODE (r),
303                                            reg_where_born[r],
304                                            reg_where_dead[r],
305                                            regs_change_size[r]);
306
307       /* If no reg available in that class, try alternate class.  */
308       if (reg_renumber[r] == -1 && reg_alternate_class (r) != NO_REGS)
309         reg_renumber[r] = stupid_find_reg (REG_N_CALLS_CROSSED (r),
310                                            reg_alternate_class (r),
311                                            PSEUDO_REGNO_MODE (r),
312                                            reg_where_born[r],
313                                            reg_where_dead[r],
314                                            regs_change_size[r]);
315     }
316
317   if (file)
318     dump_flow_info (file);
319
320   free (regs_live);
321   free (uid_suid);
322   free (reg_where_dead);
323   free (reg_where_born);
324   free (reg_order);
325   free (regs_change_size);
326   free (regs_crosses_setjmp);
327   free (after_insn_hard_regs);
328 }
329
330 /* Comparison function for qsort.
331    Returns -1 (1) if register *R1P is higher priority than *R2P.  */
332
333 static int
334 stupid_reg_compare (r1p, r2p)
335      const GENERIC_PTR r1p;
336      const GENERIC_PTR r2p;
337 {
338   register int r1 = *(int *)r1p, r2 = *(int *)r2p;
339   register int len1 = reg_where_dead[r1] - reg_where_born[r1];
340   register int len2 = reg_where_dead[r2] - reg_where_born[r2];
341   int tem;
342
343   tem = len2 - len1;
344   if (tem != 0)
345     return tem;
346
347   tem = REG_N_REFS (r1) - REG_N_REFS (r2);
348   if (tem != 0)
349     return tem;
350
351   /* If regs are equally good, sort by regno,
352      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
353   return r1 - r2;
354 }
355 \f
356 /* Find a block of SIZE words of hard registers in reg_class CLASS
357    that can hold a value of machine-mode MODE
358      (but actually we test only the first of the block for holding MODE)
359    currently free from after insn whose suid is BORN_INSN
360    through the insn whose suid is DEAD_INSN,
361    and return the number of the first of them.
362    Return -1 if such a block cannot be found.
363
364    If CALL_PRESERVED is nonzero, insist on registers preserved
365    over subroutine calls, and return -1 if cannot find such.
366
367    If CHANGES_SIZE is nonzero, it means this register was used as the
368    operand of a SUBREG that changes its size.  */
369
370 static int
371 stupid_find_reg (call_preserved, class, mode,
372                  born_insn, dead_insn, changes_size)
373      int call_preserved;
374      enum reg_class class;
375      enum machine_mode mode;
376      int born_insn, dead_insn;
377      int changes_size;
378 {
379   register int i, ins;
380 #ifdef HARD_REG_SET
381   register              /* Declare them register if they are scalars.  */
382 #endif
383     HARD_REG_SET used, this_reg;
384 #ifdef ELIMINABLE_REGS
385   static struct {int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
386 #endif
387
388   /* If this register's life is more than 5,000 insns, we probably
389      can't allocate it, so don't waste the time trying.  This avoids
390      quadratic behavior on programs that have regularly-occurring
391      SAVE_EXPRs.  */
392   if (dead_insn > born_insn + 5000)
393     return -1;
394
395   COPY_HARD_REG_SET (used,
396                      call_preserved ? call_used_reg_set : fixed_reg_set);
397
398 #ifdef ELIMINABLE_REGS
399   for (i = 0; i < sizeof eliminables / sizeof eliminables[0]; i++)
400     SET_HARD_REG_BIT (used, eliminables[i].from);
401 #if HARD_FRAME_POINTER_REGNUM != FRAME_POINTER_REGNUM
402   SET_HARD_REG_BIT (used, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
403 #endif
404 #else
405   SET_HARD_REG_BIT (used, FRAME_POINTER_REGNUM);
406 #endif
407
408   for (ins = born_insn; ins < dead_insn; ins++)
409     IOR_HARD_REG_SET (used, after_insn_hard_regs[ins]);
410
411 #ifdef STACK_REGS
412   if (current_function_has_computed_jump)
413     for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
414       SET_HARD_REG_BIT (used, i);
415 #endif
416   
417   IOR_COMPL_HARD_REG_SET (used, reg_class_contents[(int) class]);
418
419 #ifdef CLASS_CANNOT_CHANGE_SIZE
420   if (changes_size)
421     IOR_HARD_REG_SET (used,
422                       reg_class_contents[(int) CLASS_CANNOT_CHANGE_SIZE]);
423 #endif
424
425   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
426     {
427 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
428       int regno = reg_alloc_order[i];
429 #else
430       int regno = i;
431 #endif
432
433       /* If a register has screwy overlap problems,
434          don't use it at all if not optimizing.
435          Actually this is only for the 387 stack register,
436          and it's because subsequent code won't work.  */
437 #ifdef OVERLAPPING_REGNO_P
438       if (OVERLAPPING_REGNO_P (regno))
439         continue;
440 #endif
441
442       if (! TEST_HARD_REG_BIT (used, regno)
443           && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode))
444         {
445           register int j;
446           register int size1 = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
447           for (j = 1; j < size1 && ! TEST_HARD_REG_BIT (used, regno + j); j++);
448           if (j == size1)
449             {
450               CLEAR_HARD_REG_SET (this_reg);
451               while (--j >= 0)
452                 SET_HARD_REG_BIT (this_reg, regno + j);
453               for (ins = born_insn; ins < dead_insn; ins++)
454                 {
455                   IOR_HARD_REG_SET (after_insn_hard_regs[ins], this_reg);
456                 }
457               return regno;
458             }
459 #ifndef REG_ALLOC_ORDER
460           i += j;               /* Skip starting points we know will lose */
461 #endif
462         }
463     }
464
465   return -1;
466 }
467 \f
468 /* Walk X, noting all assignments and references to registers
469    and recording what they imply about life spans.
470    INSN is the current insn, supplied so we can find its suid.  */
471
472 static void
473 stupid_mark_refs (x, insn)
474      rtx x, insn;
475 {
476   register RTX_CODE code;
477   register char *fmt;
478   register int regno, i;
479
480   if (x == 0)
481     return;
482
483   code = GET_CODE (x);
484
485   if (code == SET || code == CLOBBER)
486     {
487       if (SET_DEST (x) != 0
488           && (GET_CODE (SET_DEST (x)) == REG
489               || (GET_CODE (SET_DEST (x)) == SUBREG
490                   && GET_CODE (SUBREG_REG (SET_DEST (x))) == REG
491                   && (REGNO (SUBREG_REG (SET_DEST (x)))
492                       >= FIRST_PSEUDO_REGISTER))))
493         {
494           /* Register is being assigned.  */
495           /* If setting a SUBREG, we treat the entire reg as being set.  */
496           if (GET_CODE (SET_DEST (x)) == SUBREG)
497             regno = REGNO (SUBREG_REG (SET_DEST (x)));
498           else
499             regno = REGNO (SET_DEST (x));
500
501           /* For hard regs, update the where-live info.  */
502           if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
503             {
504               register int j
505                 = HARD_REGNO_NREGS (regno, GET_MODE (SET_DEST (x)));
506
507               while (--j >= 0)
508                 {
509                   regs_ever_live[regno+j] = 1;
510                   regs_live[regno+j] = 0;
511
512                   /* The following line is for unused outputs;
513                      they do get stored even though never used again.  */
514                   MARK_LIVE_AFTER (insn, regno+j);
515
516                   /* When a hard reg is clobbered, mark it in use
517                      just before this insn, so it is live all through.  */
518                   if (code == CLOBBER && INSN_SUID (insn) > 0)
519                     SET_HARD_REG_BIT (after_insn_hard_regs[INSN_SUID (insn) - 1],
520                                       regno+j);
521                 }
522             }
523           /* For pseudo regs, record where born, where dead, number of
524              times used, and whether live across a call.  */
525           else
526             {
527               /* Update the life-interval bounds of this pseudo reg.  */
528
529               /* When a pseudo-reg is CLOBBERed, it is born just before
530                  the clobbering insn.  When setting, just after.  */
531               int where_born = INSN_SUID (insn) - (code == CLOBBER);
532
533               reg_where_born[regno] = where_born;
534
535               /* The reg must live at least one insn even
536                  in it is never again used--because it has to go
537                  in SOME hard reg.  Mark it as dying after the current
538                  insn so that it will conflict with any other outputs of
539                  this insn.  */
540               if (reg_where_dead[regno] < where_born + 2)
541                 {
542                   reg_where_dead[regno] = where_born + 2;
543                   regs_live[regno] = 1;
544                 }
545
546               /* Count the refs of this reg.  */
547               REG_N_REFS (regno)++;
548
549               if (last_call_suid < reg_where_dead[regno])
550                 REG_N_CALLS_CROSSED (regno) += 1;
551
552               if (last_setjmp_suid < reg_where_dead[regno])
553                 regs_crosses_setjmp[regno] = 1;
554
555               /* If this register is only used in this insn and is only
556                  set, mark it unused.  We have to do this even when not 
557                  optimizing so that MD patterns which count on this
558                  behavior (e.g., it not causing an output reload on
559                  an insn setting CC) will operate correctly.  */
560               if (GET_CODE (SET_DEST (x)) == REG
561                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (insn)
562                   && REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (insn)
563                   && (code == CLOBBER || ! reg_mentioned_p (SET_DEST (x),
564                                                             SET_SRC (x))))
565                 REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_UNUSED,
566                                                       SET_DEST (x),
567                                                       REG_NOTES (insn));
568             }
569         }
570
571       /* Record references from the value being set,
572          or from addresses in the place being set if that's not a reg.
573          If setting a SUBREG, we treat the entire reg as *used*.  */
574       if (code == SET)
575         {
576           stupid_mark_refs (SET_SRC (x), insn);
577           if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
578             stupid_mark_refs (SET_DEST (x), insn);
579         }
580       return;
581     }
582
583   else if (code == SUBREG
584            && GET_CODE (SUBREG_REG (x)) == REG
585            && REGNO (SUBREG_REG (x)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
586            && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
587                != GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (x))))
588            && (INTEGRAL_MODE_P (GET_MODE (x))
589                || INTEGRAL_MODE_P (GET_MODE (SUBREG_REG (x)))))
590     regs_change_size[REGNO (SUBREG_REG (x))] = 1;
591
592   /* Register value being used, not set.  */
593
594   else if (code == REG)
595     {
596       regno = REGNO (x);
597       if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
598         {
599           /* Hard reg: mark it live for continuing scan of previous insns.  */
600           register int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, GET_MODE (x));
601           while (--j >= 0)
602             {
603               regs_ever_live[regno+j] = 1;
604               regs_live[regno+j] = 1;
605             }
606         }
607       else
608         {
609           /* Pseudo reg: record first use, last use and number of uses.  */
610
611           reg_where_born[regno] = INSN_SUID (insn);
612           REG_N_REFS (regno)++;
613           if (regs_live[regno] == 0)
614             {
615               regs_live[regno] = 1;
616               reg_where_dead[regno] = INSN_SUID (insn);
617             }
618         }
619       return;
620     }
621
622   /* Recursive scan of all other rtx's.  */
623
624   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
625   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
626     {
627       if (fmt[i] == 'e')
628         stupid_mark_refs (XEXP (x, i), insn);
629       if (fmt[i] == 'E')
630         {
631           register int j;
632           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
633             stupid_mark_refs (XVECEXP (x, i, j), insn);
634         }
635     }
636 }