OSDN Git Service

* postreload-gcse.c (insert_expr_in_table): Replace BLOCK_NUM
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / loop-invariant.c
index 687a9ec..03f0a13 100644 (file)
@@ -1,11 +1,12 @@
 /* RTL-level loop invariant motion.
-   Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009
+   Free Software Foundation, Inc.
 
 This file is part of GCC.
 
 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
 under the terms of the GNU General Public License as published by the
-Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
+Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
 later version.
 
 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
@@ -14,14 +15,13 @@ FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 for more details.
 
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
-02110-1301, USA.  */
+along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 /* This implements the loop invariant motion pass.  It is very simple
-   (no calls, libcalls, etc.).  This should be sufficient to cleanup things
-   like address arithmetics -- other more complicated invariants should be
-   eliminated on tree level either in tree-ssa-loop-im.c or in tree-ssa-pre.c.
+   (no calls, no loads/stores, etc.).  This should be sufficient to cleanup
+   things like address arithmetics -- other more complicated invariants should
+   be eliminated on GIMPLE either in tree-ssa-loop-im.c or in tree-ssa-pre.c.
 
    We proceed loop by loop -- it is simpler than trying to handle things
    globally and should not lose much.  First we inspect all sets inside loop
@@ -39,17 +39,23 @@ Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
 #include "system.h"
 #include "coretypes.h"
 #include "tm.h"
+#include "hard-reg-set.h"
 #include "rtl.h"
 #include "tm_p.h"
-#include "hard-reg-set.h"
 #include "obstack.h"
 #include "basic-block.h"
 #include "cfgloop.h"
 #include "expr.h"
+#include "recog.h"
 #include "output.h"
 #include "function.h"
 #include "flags.h"
 #include "df.h"
+#include "hashtab.h"
+#include "except.h"
+#include "params.h"
+#include "regs.h"
+#include "ira.h"
 
 /* The data stored for the loop.  */
 
@@ -57,6 +63,12 @@ struct loop_data
 {
   struct loop *outermost_exit; /* The outermost exit of the loop.  */
   bool has_call;               /* True if the loop contains a call.  */
+  /* Maximal register pressure inside loop for given register class
+     (defined only for the cover classes).  */
+  int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
+  /* Loop regs referenced and live pseudo-registers.  */
+  bitmap_head regs_ref;
+  bitmap_head regs_live;
 };
 
 #define LOOP_DATA(LOOP) ((struct loop_data *) (LOOP)->aux)
@@ -67,7 +79,7 @@ struct use
 {
   rtx *pos;                    /* Position of the use.  */
   rtx insn;                    /* The insn in that the use occurs.  */
-
+  unsigned addr_use_p;         /* Whether the use occurs in an address.  */
   struct use *next;            /* Next use in the list.  */
 };
 
@@ -78,6 +90,7 @@ struct def
   struct use *uses;            /* The list of uses that are uniquely reached
                                   by it.  */
   unsigned n_uses;             /* Number of such uses.  */
+  unsigned n_addr_uses;                /* Number of uses in addresses.  */
   unsigned invno;              /* The corresponding invariant.  */
 };
 
@@ -88,8 +101,16 @@ struct invariant
   /* The number of the invariant.  */
   unsigned invno;
 
-  /* Whether we already processed the invariant.  */
-  bool processed;
+  /* The number of the invariant with the same value.  */
+  unsigned eqto;
+
+  /* If we moved the invariant out of the loop, the register that contains its
+     value.  */
+  rtx reg;
+
+  /* If we moved the invariant out of the loop, the original regno
+     that contained its value.  */
+  int orig_regno;
 
   /* The definition of the invariant.  */
   struct def *def;
@@ -103,6 +124,9 @@ struct invariant
   /* Whether to move the invariant.  */
   bool move;
 
+  /* Whether the invariant is cheap when used as an address.  */
+  bool cheap_address;
+
   /* Cost of the invariant.  */
   unsigned cost;
 
@@ -114,6 +138,31 @@ struct invariant
   unsigned stamp;
 };
 
+/* Currently processed loop.  */
+static struct loop *curr_loop;
+
+/* Table of invariants indexed by the df_ref uid field.  */
+
+static unsigned int invariant_table_size = 0;
+static struct invariant ** invariant_table;
+
+/* Entry for hash table of invariant expressions.  */
+
+struct invariant_expr_entry
+{
+  /* The invariant.  */
+  struct invariant *inv;
+
+  /* Its value.  */
+  rtx expr;
+
+  /* Its mode.  */
+  enum machine_mode mode;
+
+  /* Its hash.  */
+  hashval_t hash;
+};
+
 /* The actual stamp for marking already visited invariants during determining
    costs of movements.  */
 
@@ -128,9 +177,20 @@ DEF_VEC_ALLOC_P(invariant_p, heap);
 
 static VEC(invariant_p,heap) *invariants;
 
-/* The dataflow object.  */
+/* Check the size of the invariant table and realloc if necessary.  */
 
-static struct df *df;
+static void
+check_invariant_table_size (void)
+{
+  if (invariant_table_size < DF_DEFS_TABLE_SIZE())
+    {
+      unsigned int new_size = DF_DEFS_TABLE_SIZE () + (DF_DEFS_TABLE_SIZE () / 4);
+      invariant_table = XRESIZEVEC (struct invariant *, invariant_table, new_size);
+      memset (&invariant_table[invariant_table_size], 0,
+             (new_size - invariant_table_size) * sizeof (struct rtx_iv *));
+      invariant_table_size = new_size;
+    }
+}
 
 /* Test for possibility of invariantness of X.  */
 
@@ -145,6 +205,7 @@ check_maybe_invariant (rtx x)
     {
     case CONST_INT:
     case CONST_DOUBLE:
+    case CONST_FIXED:
     case SYMBOL_REF:
     case CONST:
     case LABEL_REF:
@@ -165,7 +226,7 @@ check_maybe_invariant (rtx x)
 
       /* Just handle the most trivial case where we load from an unchanging
         location (most importantly, pic tables).  */
-      if (MEM_READONLY_P (x))
+      if (MEM_READONLY_P (x) && !MEM_VOLATILE_P (x))
        break;
 
       return false;
@@ -199,6 +260,288 @@ check_maybe_invariant (rtx x)
   return true;
 }
 
+/* Returns the invariant definition for USE, or NULL if USE is not
+   invariant.  */
+
+static struct invariant *
+invariant_for_use (df_ref use)
+{
+  struct df_link *defs;
+  df_ref def;
+  basic_block bb = DF_REF_BB (use), def_bb;
+
+  if (DF_REF_FLAGS (use) & DF_REF_READ_WRITE)
+    return NULL;
+
+  defs = DF_REF_CHAIN (use);
+  if (!defs || defs->next)
+    return NULL;
+  def = defs->ref;
+  check_invariant_table_size ();
+  if (!invariant_table[DF_REF_ID(def)])
+    return NULL;
+
+  def_bb = DF_REF_BB (def);
+  if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, def_bb))
+    return NULL;
+  return invariant_table[DF_REF_ID(def)];
+}
+
+/* Computes hash value for invariant expression X in INSN.  */
+
+static hashval_t
+hash_invariant_expr_1 (rtx insn, rtx x)
+{
+  enum rtx_code code = GET_CODE (x);
+  int i, j;
+  const char *fmt;
+  hashval_t val = code;
+  int do_not_record_p;
+  df_ref use;
+  struct invariant *inv;
+
+  switch (code)
+    {
+    case CONST_INT:
+    case CONST_DOUBLE:
+    case CONST_FIXED:
+    case SYMBOL_REF:
+    case CONST:
+    case LABEL_REF:
+      return hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p, NULL, false);
+
+    case REG:
+      use = df_find_use (insn, x);
+      if (!use)
+       return hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p, NULL, false);
+      inv = invariant_for_use (use);
+      if (!inv)
+       return hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p, NULL, false);
+
+      gcc_assert (inv->eqto != ~0u);
+      return inv->eqto;
+
+    default:
+      break;
+    }
+
+  fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
+  for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
+    {
+      if (fmt[i] == 'e')
+       val ^= hash_invariant_expr_1 (insn, XEXP (x, i));
+      else if (fmt[i] == 'E')
+       {
+         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
+           val ^= hash_invariant_expr_1 (insn, XVECEXP (x, i, j));
+       }
+      else if (fmt[i] == 'i' || fmt[i] == 'n')
+       val ^= XINT (x, i);
+    }
+
+  return val;
+}
+
+/* Returns true if the invariant expressions E1 and E2 used in insns INSN1
+   and INSN2 have always the same value.  */
+
+static bool
+invariant_expr_equal_p (rtx insn1, rtx e1, rtx insn2, rtx e2)
+{
+  enum rtx_code code = GET_CODE (e1);
+  int i, j;
+  const char *fmt;
+  df_ref use1, use2;
+  struct invariant *inv1 = NULL, *inv2 = NULL;
+  rtx sub1, sub2;
+
+  /* If mode of only one of the operands is VOIDmode, it is not equivalent to
+     the other one.  If both are VOIDmode, we rely on the caller of this
+     function to verify that their modes are the same.  */
+  if (code != GET_CODE (e2) || GET_MODE (e1) != GET_MODE (e2))
+    return false;
+
+  switch (code)
+    {
+    case CONST_INT:
+    case CONST_DOUBLE:
+    case CONST_FIXED:
+    case SYMBOL_REF:
+    case CONST:
+    case LABEL_REF:
+      return rtx_equal_p (e1, e2);
+
+    case REG:
+      use1 = df_find_use (insn1, e1);
+      use2 = df_find_use (insn2, e2);
+      if (use1)
+       inv1 = invariant_for_use (use1);
+      if (use2)
+       inv2 = invariant_for_use (use2);
+
+      if (!inv1 && !inv2)
+       return rtx_equal_p (e1, e2);
+
+      if (!inv1 || !inv2)
+       return false;
+
+      gcc_assert (inv1->eqto != ~0u);
+      gcc_assert (inv2->eqto != ~0u);
+      return inv1->eqto == inv2->eqto;
+
+    default:
+      break;
+    }
+
+  fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
+  for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
+    {
+      if (fmt[i] == 'e')
+       {
+         sub1 = XEXP (e1, i);
+         sub2 = XEXP (e2, i);
+
+         if (!invariant_expr_equal_p (insn1, sub1, insn2, sub2))
+           return false;
+       }
+
+      else if (fmt[i] == 'E')
+       {
+         if (XVECLEN (e1, i) != XVECLEN (e2, i))
+           return false;
+
+         for (j = 0; j < XVECLEN (e1, i); j++)
+           {
+             sub1 = XVECEXP (e1, i, j);
+             sub2 = XVECEXP (e2, i, j);
+
+             if (!invariant_expr_equal_p (insn1, sub1, insn2, sub2))
+               return false;
+           }
+       }
+      else if (fmt[i] == 'i' || fmt[i] == 'n')
+       {
+         if (XINT (e1, i) != XINT (e2, i))
+           return false;
+       }
+      /* Unhandled type of subexpression, we fail conservatively.  */
+      else
+       return false;
+    }
+
+  return true;
+}
+
+/* Returns hash value for invariant expression entry E.  */
+
+static hashval_t
+hash_invariant_expr (const void *e)
+{
+  const struct invariant_expr_entry *const entry =
+    (const struct invariant_expr_entry *) e;
+
+  return entry->hash;
+}
+
+/* Compares invariant expression entries E1 and E2.  */
+
+static int
+eq_invariant_expr (const void *e1, const void *e2)
+{
+  const struct invariant_expr_entry *const entry1 =
+    (const struct invariant_expr_entry *) e1;
+  const struct invariant_expr_entry *const entry2 =
+    (const struct invariant_expr_entry *) e2;
+
+  if (entry1->mode != entry2->mode)
+    return 0;
+
+  return invariant_expr_equal_p (entry1->inv->insn, entry1->expr,
+                                entry2->inv->insn, entry2->expr);
+}
+
+/* Checks whether invariant with value EXPR in machine mode MODE is
+   recorded in EQ.  If this is the case, return the invariant.  Otherwise
+   insert INV to the table for this expression and return INV.  */
+
+static struct invariant *
+find_or_insert_inv (htab_t eq, rtx expr, enum machine_mode mode,
+                   struct invariant *inv)
+{
+  hashval_t hash = hash_invariant_expr_1 (inv->insn, expr);
+  struct invariant_expr_entry *entry;
+  struct invariant_expr_entry pentry;
+  PTR *slot;
+
+  pentry.expr = expr;
+  pentry.inv = inv;
+  pentry.mode = mode;
+  slot = htab_find_slot_with_hash (eq, &pentry, hash, INSERT);
+  entry = (struct invariant_expr_entry *) *slot;
+
+  if (entry)
+    return entry->inv;
+
+  entry = XNEW (struct invariant_expr_entry);
+  entry->inv = inv;
+  entry->expr = expr;
+  entry->mode = mode;
+  entry->hash = hash;
+  *slot = entry;
+
+  return inv;
+}
+
+/* Finds invariants identical to INV and records the equivalence.  EQ is the
+   hash table of the invariants.  */
+
+static void
+find_identical_invariants (htab_t eq, struct invariant *inv)
+{
+  unsigned depno;
+  bitmap_iterator bi;
+  struct invariant *dep;
+  rtx expr, set;
+  enum machine_mode mode;
+
+  if (inv->eqto != ~0u)
+    return;
+
+  EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (inv->depends_on, 0, depno, bi)
+    {
+      dep = VEC_index (invariant_p, invariants, depno);
+      find_identical_invariants (eq, dep);
+    }
+
+  set = single_set (inv->insn);
+  expr = SET_SRC (set);
+  mode = GET_MODE (expr);
+  if (mode == VOIDmode)
+    mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
+  inv->eqto = find_or_insert_inv (eq, expr, mode, inv)->invno;
+
+  if (dump_file && inv->eqto != inv->invno)
+    fprintf (dump_file,
+            "Invariant %d is equivalent to invariant %d.\n",
+            inv->invno, inv->eqto);
+}
+
+/* Find invariants with the same value and record the equivalences.  */
+
+static void
+merge_identical_invariants (void)
+{
+  unsigned i;
+  struct invariant *inv;
+  htab_t eq = htab_create (VEC_length (invariant_p, invariants),
+                          hash_invariant_expr, eq_invariant_expr, free);
+
+  for (i = 0; VEC_iterate (invariant_p, invariants, i, inv); i++)
+    find_identical_invariants (eq, inv);
+
+  htab_delete (eq);
+}
+
 /* Determines the basic blocks inside LOOP that are always executed and
    stores their bitmap to ALWAYS_REACHED.  MAY_EXIT is a bitmap of
    basic blocks that may either exit the loop, or contain the call that
@@ -243,7 +586,8 @@ find_exits (struct loop *loop, basic_block *body,
          FOR_BB_INSNS (body[i], insn)
            {
              if (CALL_P (insn)
-                 && !CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
+                 && (RTL_LOOPING_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn)
+                     || !RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn)))
                {
                  has_call = true;
                  bitmap_set_bit (may_exit, i);
@@ -286,7 +630,12 @@ find_exits (struct loop *loop, basic_block *body,
        }
     }
 
-  loop->aux = xcalloc (1, sizeof (struct loop_data));
+  if (loop->aux == NULL)
+    {
+      loop->aux = xcalloc (1, sizeof (struct loop_data));
+      bitmap_initialize (&LOOP_DATA (loop)->regs_ref, &reg_obstack);
+      bitmap_initialize (&LOOP_DATA (loop)->regs_live, &reg_obstack);
+    }
   LOOP_DATA (loop)->outermost_exit = outermost_exit;
   LOOP_DATA (loop)->has_call = has_call;
 }
@@ -296,7 +645,9 @@ find_exits (struct loop *loop, basic_block *body,
 static bool
 may_assign_reg_p (rtx x)
 {
-  return (can_copy_p (GET_MODE (x))
+  return (GET_MODE (x) != VOIDmode
+         && GET_MODE (x) != BLKmode
+         && can_copy_p (GET_MODE (x))
          && (!REG_P (x)
              || !HARD_REGISTER_P (x)
              || REGNO_REG_CLASS (REGNO (x)) != NO_REGS));
@@ -314,20 +665,36 @@ find_defs (struct loop *loop, basic_block *body)
   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
     bitmap_set_bit (blocks, body[i]->index);
 
-  df_analyze_subcfg (df, blocks, DF_UD_CHAIN | DF_HARD_REGS | DF_EQUIV_NOTES);
+  df_remove_problem (df_chain);
+  df_process_deferred_rescans ();
+  df_chain_add_problem (DF_UD_CHAIN);
+  df_set_blocks (blocks);
+  df_analyze ();
+
+  if (dump_file)
+    {
+      df_dump_region (dump_file);
+      fprintf (dump_file, "*****starting processing of loop  ******\n");
+      print_rtl_with_bb (dump_file, get_insns ());
+      fprintf (dump_file, "*****ending processing of loop  ******\n");
+    }
+  check_invariant_table_size ();
+
   BITMAP_FREE (blocks);
 }
 
 /* Creates a new invariant for definition DEF in INSN, depending on invariants
    in DEPENDS_ON.  ALWAYS_EXECUTED is true if the insn is always executed,
-   unless the program ends due to a function call.  */
+   unless the program ends due to a function call.  The newly created invariant
+   is returned.  */
 
-static void
+static struct invariant *
 create_new_invariant (struct def *def, rtx insn, bitmap depends_on,
                      bool always_executed)
 {
-  struct invariant *inv = xmalloc (sizeof (struct invariant));
+  struct invariant *inv = XNEW (struct invariant);
   rtx set = single_set (insn);
+  bool speed = optimize_bb_for_speed_p (BLOCK_FOR_INSN (insn));
 
   inv->def = def;
   inv->always_executed = always_executed;
@@ -336,16 +703,34 @@ create_new_invariant (struct def *def, rtx insn, bitmap depends_on,
   /* If the set is simple, usually by moving it we move the whole store out of
      the loop.  Otherwise we save only cost of the computation.  */
   if (def)
-    inv->cost = rtx_cost (set, SET);
+    {
+      inv->cost = rtx_cost (set, SET, speed);
+      /* ??? Try to determine cheapness of address computation.  Unfortunately
+         the address cost is only a relative measure, we can't really compare
+        it with any absolute number, but only with other address costs.
+        But here we don't have any other addresses, so compare with a magic
+        number anyway.  It has to be large enough to not regress PR33928
+        (by avoiding to move reg+8,reg+16,reg+24 invariants), but small
+        enough to not regress 410.bwaves either (by still moving reg+reg
+        invariants).
+        See http://gcc.gnu.org/ml/gcc-patches/2009-10/msg01210.html .  */
+      inv->cheap_address = address_cost (SET_SRC (set), word_mode,
+                                        ADDR_SPACE_GENERIC, speed) < 3;
+    }
   else
-    inv->cost = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
+    {
+      inv->cost = rtx_cost (SET_SRC (set), SET, speed);
+      inv->cheap_address = false;
+    }
 
   inv->move = false;
-  inv->processed = false;
+  inv->reg = NULL_RTX;
+  inv->orig_regno = -1;
   inv->stamp = 0;
   inv->insn = insn;
 
   inv->invno = VEC_length (invariant_p, invariants);
+  inv->eqto = ~0u;
   if (def)
     def->invno = inv->invno;
   VEC_safe_push (invariant_p, heap, invariants, inv);
@@ -357,59 +742,90 @@ create_new_invariant (struct def *def, rtx insn, bitmap depends_on,
               INSN_UID (insn), inv->invno, inv->cost);
       dump_bitmap (dump_file, inv->depends_on);
     }
+
+  return inv;
 }
 
 /* Record USE at DEF.  */
 
 static void
-record_use (struct def *def, rtx *use, rtx insn)
+record_use (struct def *def, df_ref use)
 {
-  struct use *u = xmalloc (sizeof (struct use));
-
-  if (GET_CODE (*use) == SUBREG)
-    use = &SUBREG_REG (*use);
-  gcc_assert (REG_P (*use));
+  struct use *u = XNEW (struct use);
 
-  u->pos = use;
-  u->insn = insn;
+  u->pos = DF_REF_REAL_LOC (use);
+  u->insn = DF_REF_INSN (use);
+  u->addr_use_p = (DF_REF_TYPE (use) == DF_REF_REG_MEM_LOAD
+                  || DF_REF_TYPE (use) == DF_REF_REG_MEM_STORE);
   u->next = def->uses;
   def->uses = u;
   def->n_uses++;
+  if (u->addr_use_p)
+    def->n_addr_uses++;
 }
 
-/* Finds the invariants INSN depends on and store them to the DEPENDS_ON
-   bitmap.  */
+/* Finds the invariants USE depends on and store them to the DEPENDS_ON
+   bitmap.  Returns true if all dependencies of USE are known to be
+   loop invariants, false otherwise.  */
 
 static bool
-check_dependencies (rtx insn, bitmap depends_on)
+check_dependency (basic_block bb, df_ref use, bitmap depends_on)
 {
-  struct df_link *uses, *defs;
-  struct ref *use, *def;
-  basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn), def_bb;
+  df_ref def;
+  basic_block def_bb;
+  struct df_link *defs;
   struct def *def_data;
-  
-  for (uses = DF_INSN_USES (df, insn); uses; uses = uses->next)
-    {
-      use = uses->ref;
+  struct invariant *inv;
 
-      defs = DF_REF_CHAIN (use);
-      if (!defs)
-       continue;
+  if (DF_REF_FLAGS (use) & DF_REF_READ_WRITE)
+    return false;
 
-      if (defs->next)
-       return false;
+  defs = DF_REF_CHAIN (use);
+  if (!defs)
+    return true;
 
-      def = defs->ref;
-      def_data = DF_REF_DATA (def);
-      if (!def_data)
-       return false;
+  if (defs->next)
+    return false;
 
-      def_bb = DF_REF_BB (def);
-      if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, def_bb))
-       return false;
+  def = defs->ref;
+  check_invariant_table_size ();
+  inv = invariant_table[DF_REF_ID(def)];
+  if (!inv)
+    return false;
 
-      bitmap_set_bit (depends_on, def_data->invno);
-    }
+  def_data = inv->def;
+  gcc_assert (def_data != NULL);
+
+  def_bb = DF_REF_BB (def);
+  /* Note that in case bb == def_bb, we know that the definition
+     dominates insn, because def has invariant_table[DF_REF_ID(def)]
+     defined and we process the insns in the basic block bb
+     sequentially.  */
+  if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, def_bb))
+    return false;
+
+  bitmap_set_bit (depends_on, def_data->invno);
+  return true;
+}
+
+
+/* Finds the invariants INSN depends on and store them to the DEPENDS_ON
+   bitmap.  Returns true if all dependencies of INSN are known to be
+   loop invariants, false otherwise.  */
+
+static bool
+check_dependencies (rtx insn, bitmap depends_on)
+{
+  struct df_insn_info *insn_info = DF_INSN_INFO_GET (insn);
+  df_ref *use_rec;
+  basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
+
+  for (use_rec = DF_INSN_INFO_USES (insn_info); *use_rec; use_rec++)
+    if (!check_dependency (bb, *use_rec, depends_on))
+      return false;
+  for (use_rec = DF_INSN_INFO_EQ_USES (insn_info); *use_rec; use_rec++)
+    if (!check_dependency (bb, *use_rec, depends_on))
+      return false;
 
   return true;
 }
@@ -421,18 +837,19 @@ check_dependencies (rtx insn, bitmap depends_on)
 static void
 find_invariant_insn (rtx insn, bool always_reached, bool always_executed)
 {
-  struct ref *ref;
+  df_ref ref;
   struct def *def;
   bitmap depends_on;
   rtx set, dest;
   bool simple = true;
+  struct invariant *inv;
 
-  /* Until we get rid of LIBCALLS.  */
-  if (find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
-      || find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)
-      || find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT, NULL_RTX))
+#ifdef HAVE_cc0
+  /* We can't move a CC0 setter without the user.  */
+  if (sets_cc0_p (insn))
     return;
+#endif
+
   set = single_set (insn);
   if (!set)
     return;
@@ -446,16 +863,14 @@ find_invariant_insn (rtx insn, bool always_reached, bool always_executed)
       || !check_maybe_invariant (SET_SRC (set)))
     return;
 
-  if (may_trap_p (PATTERN (insn)))
-    {
-      if (!always_reached)
-       return;
+  /* If the insn can throw exception, we cannot move it at all without changing
+     cfg.  */
+  if (can_throw_internal (insn))
+    return;
 
-      /* Unless the exceptions are handled, the behavior is undefined
-        if the trap occurs.  */
-      if (flag_non_call_exceptions)
-       return;
-    }
+  /* We cannot make trapping insn executed, unless it was executed before.  */
+  if (may_trap_or_fault_p (PATTERN (insn)) && !always_reached)
+    return;
 
   depends_on = BITMAP_ALLOC (NULL);
   if (!check_dependencies (insn, depends_on))
@@ -465,15 +880,18 @@ find_invariant_insn (rtx insn, bool always_reached, bool always_executed)
     }
 
   if (simple)
-    {
-      ref = df_find_def (df, insn, dest);
-      def = xcalloc (1, sizeof (struct def));
-      DF_REF_DATA (ref) = def;
-    }
+    def = XCNEW (struct def);
   else
     def = NULL;
 
-  create_new_invariant (def, insn, depends_on, always_executed);
+  inv = create_new_invariant (def, insn, depends_on, always_executed);
+
+  if (simple)
+    {
+      ref = df_find_def (insn, dest);
+      check_invariant_table_size ();
+      invariant_table[DF_REF_ID(ref)] = inv;
+    }
 }
 
 /* Record registers used in INSN that have a unique invariant definition.  */
@@ -481,26 +899,23 @@ find_invariant_insn (rtx insn, bool always_reached, bool always_executed)
 static void
 record_uses (rtx insn)
 {
-  struct df_link *uses, *defs;
-  struct ref *use, *def;
-  basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn), def_bb;
-  
-  for (uses = DF_INSN_USES (df, insn); uses; uses = uses->next)
-    {
-      use = uses->ref;
-
-      defs = DF_REF_CHAIN (use);
-      if (!defs || defs->next)
-       continue;
-      def = defs->ref;
-      if (!DF_REF_DATA (def))
-       continue;
-
-      def_bb = DF_REF_BB (def);
-      if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, def_bb))
-       continue;
+  struct df_insn_info *insn_info = DF_INSN_INFO_GET (insn);
+  df_ref *use_rec;
+  struct invariant *inv;
 
-      record_use (DF_REF_DATA (def), DF_REF_LOC (use), DF_REF_INSN (use));
+  for (use_rec = DF_INSN_INFO_USES (insn_info); *use_rec; use_rec++)
+    {
+      df_ref use = *use_rec;
+      inv = invariant_for_use (use);
+      if (inv)
+       record_use (inv->def, use);
+    }
+  for (use_rec = DF_INSN_INFO_EQ_USES (insn_info); *use_rec; use_rec++)
+    {
+      df_ref use = *use_rec;
+      inv = invariant_for_use (use);
+      if (inv)
+       record_use (inv->def, use);
     }
 }
 
@@ -527,14 +942,15 @@ find_invariants_bb (basic_block bb, bool always_reached, bool always_executed)
 
   FOR_BB_INSNS (bb, insn)
     {
-      if (!INSN_P (insn))
+      if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
        continue;
 
       find_invariants_insn (insn, always_reached, always_executed);
 
       if (always_reached
          && CALL_P (insn)
-         && !CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
+         && (RTL_LOOPING_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn)
+             || ! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn)))
        always_reached = false;
     }
 }
@@ -573,6 +989,7 @@ find_invariants (struct loop *loop)
 
   find_defs (loop, body);
   find_invariants_body (loop, body, always_reached, always_executed);
+  merge_identical_invariants ();
 
   BITMAP_FREE (always_reached);
   BITMAP_FREE (always_executed);
@@ -595,35 +1012,131 @@ free_use_list (struct use *use)
     }
 }
 
+/* Return cover class and number of hard registers (through *NREGS)
+   for destination of INSN. */
+static enum reg_class
+get_cover_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs)
+{
+  rtx reg;
+  enum reg_class cover_class;
+  rtx set = single_set (insn);
+
+  /* Considered invariant insns have only one set.  */
+  gcc_assert (set != NULL_RTX);
+  reg = SET_DEST (set);
+  if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
+    reg = SUBREG_REG (reg);
+  if (MEM_P (reg))
+    {
+      *nregs = 0;
+      cover_class = NO_REGS;
+    }
+  else
+    {
+      if (! REG_P (reg))
+       reg = NULL_RTX;
+      if (reg == NULL_RTX)
+       cover_class = GENERAL_REGS;
+      else
+       cover_class = reg_cover_class (REGNO (reg));
+      *nregs = ira_reg_class_nregs[cover_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
+    }
+  return cover_class;
+}
+
 /* Calculates cost and number of registers needed for moving invariant INV
    out of the loop and stores them to *COST and *REGS_NEEDED.  */
 
 static void
 get_inv_cost (struct invariant *inv, int *comp_cost, unsigned *regs_needed)
 {
-  int acomp_cost;
-  unsigned aregs_needed;
+  int i, acomp_cost;
+  unsigned aregs_needed[N_REG_CLASSES];
   unsigned depno;
   struct invariant *dep;
   bitmap_iterator bi;
 
+  /* Find the representative of the class of the equivalent invariants.  */
+  inv = VEC_index (invariant_p, invariants, inv->eqto);
+
   *comp_cost = 0;
-  *regs_needed = 0;
+  if (! flag_ira_loop_pressure)
+    regs_needed[0] = 0;
+  else
+    {
+      for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+       regs_needed[ira_reg_class_cover[i]] = 0;
+    }
+
   if (inv->move
       || inv->stamp == actual_stamp)
     return;
   inv->stamp = actual_stamp;
 
-  (*regs_needed)++;
-  (*comp_cost) += inv->cost;
+  if (! flag_ira_loop_pressure)
+    regs_needed[0]++;
+  else
+    {
+      int nregs;
+      enum reg_class cover_class;
+
+      cover_class = get_cover_class_and_nregs (inv->insn, &nregs);
+      regs_needed[cover_class] += nregs;
+    }
+
+  if (!inv->cheap_address
+      || inv->def->n_addr_uses < inv->def->n_uses)
+    (*comp_cost) += inv->cost;
+
+#ifdef STACK_REGS
+  {
+    /* Hoisting constant pool constants into stack regs may cost more than
+       just single register.  On x87, the balance is affected both by the
+       small number of FP registers, and by its register stack organization,
+       that forces us to add compensation code in and around the loop to
+       shuffle the operands to the top of stack before use, and pop them
+       from the stack after the loop finishes.
+
+       To model this effect, we increase the number of registers needed for
+       stack registers by two: one register push, and one register pop.
+       This usually has the effect that FP constant loads from the constant
+       pool are not moved out of the loop.
+
+       Note that this also means that dependent invariants can not be moved.
+       However, the primary purpose of this pass is to move loop invariant
+       address arithmetic out of loops, and address arithmetic that depends
+       on floating point constants is unlikely to ever occur.  */
+    rtx set = single_set (inv->insn);
+    if (set
+       && IS_STACK_MODE (GET_MODE (SET_SRC (set)))
+       && constant_pool_constant_p (SET_SRC (set)))
+      {
+       if (flag_ira_loop_pressure)
+         regs_needed[STACK_REG_COVER_CLASS] += 2;
+       else
+         regs_needed[0] += 2;
+      }
+  }
+#endif
 
   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (inv->depends_on, 0, depno, bi)
     {
+      bool check_p;
+
       dep = VEC_index (invariant_p, invariants, depno);
 
-      get_inv_cost (dep, &acomp_cost, &aregs_needed);
+      get_inv_cost (dep, &acomp_cost, aregs_needed);
 
-      if (aregs_needed
+      if (! flag_ira_loop_pressure)
+       check_p = aregs_needed[0] != 0;
+      else
+       {
+         for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+           if (aregs_needed[ira_reg_class_cover[i]] != 0)
+             break;
+         check_p = i < ira_reg_class_cover_size;
+       }
+      if (check_p
          /* We need to check always_executed, since if the original value of
             the invariant may be preserved, we may need to keep it in a
             separate register.  TODO check whether the register has an
@@ -633,63 +1146,134 @@ get_inv_cost (struct invariant *inv, int *comp_cost, unsigned *regs_needed)
        {
          /* If this is a single use, after moving the dependency we will not
             need a new register.  */
-         aregs_needed--;
+         if (! flag_ira_loop_pressure)
+           aregs_needed[0]--;
+         else
+           {
+             int nregs;
+             enum reg_class cover_class;
+
+             cover_class = get_cover_class_and_nregs (inv->insn, &nregs);
+             aregs_needed[cover_class] -= nregs;
+           }
        }
 
-      (*regs_needed) += aregs_needed;
+      if (! flag_ira_loop_pressure)
+       regs_needed[0] += aregs_needed[0];
+      else
+       {
+         for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+           regs_needed[ira_reg_class_cover[i]]
+             += aregs_needed[ira_reg_class_cover[i]];
+       }
       (*comp_cost) += acomp_cost;
     }
 }
 
 /* Calculates gain for eliminating invariant INV.  REGS_USED is the number
-   of registers used in the loop, N_INV_USES is the number of uses of
-   invariants, NEW_REGS is the number of new variables already added due to
-   the invariant motion.  The number of registers needed for it is stored in
-   *REGS_NEEDED.  */
+   of registers used in the loop, NEW_REGS is the number of new variables
+   already added due to the invariant motion.  The number of registers needed
+   for it is stored in *REGS_NEEDED.  */
 
 static int
 gain_for_invariant (struct invariant *inv, unsigned *regs_needed,
-                   unsigned new_regs, unsigned regs_used, unsigned n_inv_uses)
+                   unsigned *new_regs, unsigned regs_used, bool speed)
 {
   int comp_cost, size_cost;
 
-  get_inv_cost (inv, &comp_cost, regs_needed);
   actual_stamp++;
 
-  size_cost = (global_cost_for_size (new_regs + *regs_needed,
-                                    regs_used, n_inv_uses)
-              - global_cost_for_size (new_regs, regs_used, n_inv_uses));
+  get_inv_cost (inv, &comp_cost, regs_needed);
+
+  if (! flag_ira_loop_pressure)
+    {
+      size_cost = (estimate_reg_pressure_cost (new_regs[0] + regs_needed[0],
+                                              regs_used, speed)
+                  - estimate_reg_pressure_cost (new_regs[0],
+                                                regs_used, speed));
+    }
+  else
+    {
+      int i;
+      enum reg_class cover_class;
+
+      for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+       {
+         cover_class = ira_reg_class_cover[i];
+         if ((int) new_regs[cover_class]
+             + (int) regs_needed[cover_class]
+             + LOOP_DATA (curr_loop)->max_reg_pressure[cover_class]
+             + IRA_LOOP_RESERVED_REGS
+             > ira_available_class_regs[cover_class])
+           break;
+       }
+      if (i < ira_reg_class_cover_size)
+       /* There will be register pressure excess and we want not to
+          make this loop invariant motion.  All loop invariants with
+          non-positive gains will be rejected in function
+          find_invariants_to_move.  Therefore we return the negative
+          number here.
+
+          One could think that this rejects also expensive loop
+          invariant motions and this will hurt code performance.
+          However numerous experiments with different heuristics
+          taking invariant cost into account did not confirm this
+          assumption.  There are possible explanations for this
+          result:
+           o probably all expensive invariants were already moved out
+             of the loop by PRE and gimple invariant motion pass.
+           o expensive invariant execution will be hidden by insn
+             scheduling or OOO processor hardware because usually such
+             invariants have a lot of freedom to be executed
+             out-of-order.
+          Another reason for ignoring invariant cost vs spilling cost
+          heuristics is also in difficulties to evaluate accurately
+          spill cost at this stage.  */
+       return -1;
+      else
+       size_cost = 0;
+    }
 
   return comp_cost - size_cost;
 }
 
 /* Finds invariant with best gain for moving.  Returns the gain, stores
    the invariant in *BEST and number of registers needed for it to
-   *REGS_NEEDED.  REGS_USED is the number of registers used in
-   the loop, N_INV_USES is the number of uses of invariants.  NEW_REGS
-   is the number of new variables already added due to invariant motion.  */
+   *REGS_NEEDED.  REGS_USED is the number of registers used in the loop.
+   NEW_REGS is the number of new variables already added due to invariant
+   motion.  */
 
 static int
 best_gain_for_invariant (struct invariant **best, unsigned *regs_needed,
-                        unsigned new_regs, unsigned regs_used,
-                        unsigned n_inv_uses)
+                        unsigned *new_regs, unsigned regs_used, bool speed)
 {
   struct invariant *inv;
-  int gain = 0, again;
-  unsigned aregs_needed, invno;
+  int i, gain = 0, again;
+  unsigned aregs_needed[N_REG_CLASSES], invno;
 
   for (invno = 0; VEC_iterate (invariant_p, invariants, invno, inv); invno++)
     {
       if (inv->move)
        continue;
 
-      again = gain_for_invariant (inv, &aregs_needed,
-                                 new_regs, regs_used, n_inv_uses);
+      /* Only consider the "representatives" of equivalent invariants.  */
+      if (inv->eqto != inv->invno)
+       continue;
+
+      again = gain_for_invariant (inv, aregs_needed, new_regs, regs_used,
+                                 speed);
       if (again > gain)
        {
          gain = again;
          *best = inv;
-         *regs_needed = aregs_needed;
+         if (! flag_ira_loop_pressure)
+           regs_needed[0] = aregs_needed[0];
+         else
+           {
+             for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+               regs_needed[ira_reg_class_cover[i]]
+                 = aregs_needed[ira_reg_class_cover[i]];
+           }
        }
     }
 
@@ -699,117 +1283,171 @@ best_gain_for_invariant (struct invariant **best, unsigned *regs_needed,
 /* Marks invariant INVNO and all its dependencies for moving.  */
 
 static void
-set_move_mark (unsigned invno)
+set_move_mark (unsigned invno, int gain)
 {
   struct invariant *inv = VEC_index (invariant_p, invariants, invno);
   bitmap_iterator bi;
 
+  /* Find the representative of the class of the equivalent invariants.  */
+  inv = VEC_index (invariant_p, invariants, inv->eqto);
+
   if (inv->move)
     return;
   inv->move = true;
 
   if (dump_file)
-    fprintf (dump_file, "Decided to move invariant %d\n", invno);
+    {
+      if (gain >= 0)
+       fprintf (dump_file, "Decided to move invariant %d -- gain %d\n",
+                invno, gain);
+      else
+       fprintf (dump_file, "Decided to move dependent invariant %d\n",
+                invno);
+    };
 
   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (inv->depends_on, 0, invno, bi)
     {
-      set_move_mark (invno);
+      set_move_mark (invno, -1);
     }
 }
 
 /* Determines which invariants to move.  */
 
 static void
-find_invariants_to_move (void)
+find_invariants_to_move (bool speed)
 {
-  unsigned i, regs_used, n_inv_uses, regs_needed = 0, new_regs;
+  int gain;
+  unsigned i, regs_used, regs_needed[N_REG_CLASSES], new_regs[N_REG_CLASSES];
   struct invariant *inv = NULL;
 
   if (!VEC_length (invariant_p, invariants))
     return;
 
-  /* Now something slightly more involved.  First estimate the number of used
-     registers.  */
-  n_inv_uses = 0;
+  if (flag_ira_loop_pressure)
+    /* REGS_USED is actually never used when the flag is on.  */
+    regs_used = 0;
+  else
+    /* We do not really do a good job in estimating number of
+       registers used; we put some initial bound here to stand for
+       induction variables etc.  that we do not detect.  */
+    {
+      unsigned int n_regs = DF_REG_SIZE (df);
 
-  /* We do not really do a good job in this estimation; put some initial bound
-     here to stand for induction variables etc. that we do not detect.  */
-  regs_used = 2;
+      regs_used = 2;
 
-  for (i = 0; i < df->n_regs; i++)
-    {
-      if (!DF_REGNO_FIRST_DEF (df, i) && DF_REGNO_LAST_USE (df, i))
+      for (i = 0; i < n_regs; i++)
        {
-         /* This is a value that is used but not changed inside loop.  */
-         regs_used++;
+         if (!DF_REGNO_FIRST_DEF (i) && DF_REGNO_LAST_USE (i))
+           {
+             /* This is a value that is used but not changed inside loop.  */
+             regs_used++;
+           }
        }
     }
 
-  for (i = 0; VEC_iterate (invariant_p, invariants, i, inv); i++)
+  if (! flag_ira_loop_pressure)
+    new_regs[0] = regs_needed[0] = 0;
+  else
     {
-      if (inv->def)
-       n_inv_uses += inv->def->n_uses;
+      for (i = 0; (int) i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+       new_regs[ira_reg_class_cover[i]] = 0;
     }
-
-  new_regs = 0;
-  while (best_gain_for_invariant (&inv, &regs_needed,
-                                 new_regs, regs_used, n_inv_uses) > 0)
+  while ((gain = best_gain_for_invariant (&inv, regs_needed,
+                                         new_regs, regs_used, speed)) > 0)
     {
-      set_move_mark (inv->invno);
-      new_regs += regs_needed;
+      set_move_mark (inv->invno, gain);
+      if (! flag_ira_loop_pressure)
+       new_regs[0] += regs_needed[0];
+      else
+       {
+         for (i = 0; (int) i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+           new_regs[ira_reg_class_cover[i]]
+             += regs_needed[ira_reg_class_cover[i]];
+       }
     }
 }
 
-/* Move invariant INVNO out of the LOOP.  */
+/* Move invariant INVNO out of the LOOP.  Returns true if this succeeds, false
+   otherwise.  */
 
-static void
+static bool
 move_invariant_reg (struct loop *loop, unsigned invno)
 {
   struct invariant *inv = VEC_index (invariant_p, invariants, invno);
+  struct invariant *repr = VEC_index (invariant_p, invariants, inv->eqto);
   unsigned i;
   basic_block preheader = loop_preheader_edge (loop)->src;
-  rtx reg, set;
+  rtx reg, set, dest, note;
   struct use *use;
   bitmap_iterator bi;
-
-  if (inv->processed)
-    return;
-  inv->processed = true;
-
-  if (inv->depends_on)
+  int regno;
+
+  if (inv->reg)
+    return true;
+  if (!repr->move)
+    return false;
+  regno = -1;
+  /* If this is a representative of the class of equivalent invariants,
+     really move the invariant.  Otherwise just replace its use with
+     the register used for the representative.  */
+  if (inv == repr)
     {
-      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (inv->depends_on, 0, i, bi)
+      if (inv->depends_on)
        {
-         move_invariant_reg (loop, i);
+         EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (inv->depends_on, 0, i, bi)
+           {
+             if (!move_invariant_reg (loop, i))
+               goto fail;
+           }
        }
-    }
 
-  /* Move the set out of the loop.  If the set is always executed (we could
-     omit this condition if we know that the register is unused outside of the
-     loop, but it does not seem worth finding out) and it has no uses that
-     would not be dominated by it, we may just move it (TODO).  Otherwise we
-     need to create a temporary register.  */
-  set = single_set (inv->insn);
-  reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
-  df_pattern_emit_after (df, gen_move_insn (SET_DEST (set), reg),
-                        BLOCK_FOR_INSN (inv->insn), inv->insn);
-
-  /* If the SET_DEST of the invariant insn is a reg, we can just move
-     the insn out of the loop.  Otherwise, we have to use gen_move_insn
-     to let emit_move_insn produce a valid instruction stream.  */
-  if (REG_P (SET_DEST (set)))
-    {
-      SET_DEST (set) = reg;
+      /* Move the set out of the loop.  If the set is always executed (we could
+        omit this condition if we know that the register is unused outside of the
+        loop, but it does not seem worth finding out) and it has no uses that
+        would not be dominated by it, we may just move it (TODO).  Otherwise we
+        need to create a temporary register.  */
+      set = single_set (inv->insn);
+      reg = dest = SET_DEST (set);
+      if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
+       reg = SUBREG_REG (reg);
+      if (REG_P (reg))
+       regno = REGNO (reg);
+
+      reg = gen_reg_rtx_and_attrs (dest);
+
+      /* Try replacing the destination by a new pseudoregister.  */
+      if (!validate_change (inv->insn, &SET_DEST (set), reg, false))
+       goto fail;
+      df_insn_rescan (inv->insn);
+
+      emit_insn_after (gen_move_insn (dest, reg), inv->insn);
       reorder_insns (inv->insn, inv->insn, BB_END (preheader));
-      df_insn_modify (df, preheader, inv->insn);
+
+      /* If there is a REG_EQUAL note on the insn we just moved, and
+        insn is in a basic block that is not always executed, the note
+        may no longer be valid after we move the insn.
+        Note that uses in REG_EQUAL notes are taken into account in
+        the computation of invariants.  Hence it is safe to retain the
+        note even if the note contains register references.  */
+      if (! inv->always_executed
+         && (note = find_reg_note (inv->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
+       remove_note (inv->insn, note);
     }
   else
     {
-      df_pattern_emit_after (df, gen_move_insn (reg, SET_SRC (set)),
-                            preheader, BB_END (preheader));
-      df_insn_delete (df, BLOCK_FOR_INSN (inv->insn), inv->insn);
+      if (!move_invariant_reg (loop, repr->invno))
+       goto fail;
+      reg = repr->reg;
+      regno = repr->orig_regno;
+      set = single_set (inv->insn);
+      emit_insn_after (gen_move_insn (SET_DEST (set), reg), inv->insn);
+      delete_insn (inv->insn);
     }
 
+
+  inv->reg = reg;
+  inv->orig_regno = regno;
+
   /* Replace the uses we know to be dominated.  It saves work for copy
      propagation, and also it is necessary so that dependent invariants
      are computed right.  */
@@ -818,9 +1456,22 @@ move_invariant_reg (struct loop *loop, unsigned invno)
       for (use = inv->def->uses; use; use = use->next)
        {
          *use->pos = reg;
-         df_insn_modify (df, BLOCK_FOR_INSN (use->insn), use->insn);
+         df_insn_rescan (use->insn);
        }
     }
+
+  return true;
+
+fail:
+  /* If we failed, clear move flag, so that we do not try to move inv
+     again.  */
+  if (dump_file)
+    fprintf (dump_file, "Failed to move invariant %d\n", invno);
+  inv->move = false;
+  inv->reg = NULL_RTX;
+  inv->orig_regno = -1;
+
+  return false;
 }
 
 /* Move selected invariant out of the LOOP.  Newly created regs are marked
@@ -833,9 +1484,21 @@ move_invariants (struct loop *loop)
   unsigned i;
 
   for (i = 0; VEC_iterate (invariant_p, invariants, i, inv); i++)
+    move_invariant_reg (loop, i);
+  if (flag_ira_loop_pressure && resize_reg_info ())
     {
-      if (inv->move)
-       move_invariant_reg (loop, i);
+      for (i = 0; VEC_iterate (invariant_p, invariants, i, inv); i++)
+       if (inv->reg != NULL_RTX)
+         {
+           if (inv->orig_regno >= 0)
+             setup_reg_classes (REGNO (inv->reg),
+                                reg_preferred_class (inv->orig_regno),
+                                reg_alternate_class (inv->orig_regno),
+                                reg_cover_class (inv->orig_regno));
+           else
+             setup_reg_classes (REGNO (inv->reg),
+                                GENERAL_REGS, NO_REGS, GENERAL_REGS);
+         }
     }
 }
 
@@ -858,18 +1521,19 @@ free_inv_motion_data (void)
   struct def *def;
   struct invariant *inv;
 
-  for (i = 0; i < df->n_defs; i++)
+  check_invariant_table_size ();
+  for (i = 0; i < DF_DEFS_TABLE_SIZE (); i++)
     {
-      if (!df->defs[i])
-       continue;
-
-      def = DF_REF_DATA (df->defs[i]);
-      if (!def)
-       continue;
+      inv = invariant_table[i];
+      if (inv)
+       {
+         def = inv->def;
+         gcc_assert (def != NULL);
 
-      free_use_list (def->uses);
-      free (def);
-      DF_REF_DATA (df->defs[i]) = NULL;
+         free_use_list (def->uses);
+         free (def);
+         invariant_table[i] = NULL;
+       }
     }
 
   for (i = 0; VEC_iterate (invariant_p, invariants, i, inv); i++)
@@ -888,7 +1552,7 @@ move_single_loop_invariants (struct loop *loop)
   init_inv_motion_data ();
 
   find_invariants (loop);
-  find_invariants_to_move ();
+  find_invariants_to_move (optimize_loop_for_speed_p (loop));
   move_invariants (loop);
 
   free_inv_motion_data ();
@@ -900,46 +1564,357 @@ static void
 free_loop_data (struct loop *loop)
 {
   struct loop_data *data = LOOP_DATA (loop);
+  if (!data)
+    return;
 
+  bitmap_clear (&LOOP_DATA (loop)->regs_ref);
+  bitmap_clear (&LOOP_DATA (loop)->regs_live);
   free (data);
   loop->aux = NULL;
 }
 
-/* Move the invariants out of the LOOPS.  */
+\f
 
-void
-move_loop_invariants (struct loops *loops)
+/* Registers currently living.  */
+static bitmap_head curr_regs_live;
+
+/* Current reg pressure for each cover class.  */
+static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
+
+/* Record all regs that are set in any one insn.  Communication from
+   mark_reg_{store,clobber} and global_conflicts.  Asm can refer to
+   all hard-registers.  */
+static rtx regs_set[(FIRST_PSEUDO_REGISTER > MAX_RECOG_OPERANDS
+                    ? FIRST_PSEUDO_REGISTER : MAX_RECOG_OPERANDS) * 2];
+/* Number of regs stored in the previous array.  */
+static int n_regs_set;
+
+/* Return cover class and number of needed hard registers (through
+   *NREGS) of register REGNO.  */
+static enum reg_class
+get_regno_cover_class (int regno, int *nregs)
+{
+  if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+    {
+      enum reg_class cover_class = reg_cover_class (regno);
+
+      *nregs = ira_reg_class_nregs[cover_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
+      return cover_class;
+    }
+  else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
+          && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
+    {
+      *nregs = 1;
+      return ira_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
+    }
+  else
+    {
+      *nregs = 0;
+      return NO_REGS;
+    }
+}
+
+/* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
+   register REGNO.  */
+static void
+change_pressure (int regno, bool incr_p)
+{
+  int nregs;
+  enum reg_class cover_class;
+
+  cover_class = get_regno_cover_class (regno, &nregs);
+  if (! incr_p)
+    curr_reg_pressure[cover_class] -= nregs;
+  else
+    {
+      curr_reg_pressure[cover_class] += nregs;
+      if (LOOP_DATA (curr_loop)->max_reg_pressure[cover_class]
+         < curr_reg_pressure[cover_class])
+       LOOP_DATA (curr_loop)->max_reg_pressure[cover_class]
+         = curr_reg_pressure[cover_class];
+    }
+}
+
+/* Mark REGNO birth.  */
+static void
+mark_regno_live (int regno)
 {
   struct loop *loop;
-  unsigned i;
 
-  df = df_init ();
+  for (loop = curr_loop;
+       loop != current_loops->tree_root;
+       loop = loop_outer (loop))
+    bitmap_set_bit (&LOOP_DATA (loop)->regs_live, regno);
+  if (bitmap_bit_p (&curr_regs_live, regno))
+    return;
+  bitmap_set_bit (&curr_regs_live, regno);
+  change_pressure (regno, true);
+}
 
-  /* Process the loops, innermost first.  */
-  loop = loops->tree_root;
-  while (loop->inner)
-    loop = loop->inner;
+/* Mark REGNO death.  */
+static void
+mark_regno_death (int regno)
+{
+  if (! bitmap_bit_p (&curr_regs_live, regno))
+    return;
+  bitmap_clear_bit (&curr_regs_live, regno);
+  change_pressure (regno, false);
+}
+
+/* Mark setting register REG.  */
+static void
+mark_reg_store (rtx reg, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
+               void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
+{
+  int regno;
 
-  while (loop != loops->tree_root)
+  if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
+    reg = SUBREG_REG (reg);
+
+  if (! REG_P (reg))
+    return;
+
+  regs_set[n_regs_set++] = reg;
+
+  regno = REGNO (reg);
+
+  if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+    mark_regno_live (regno);
+  else
     {
-      move_single_loop_invariants (loop);
+      int last = regno + hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (reg)];
 
-      if (loop->next)
+      while (regno < last)
        {
-         loop = loop->next;
-         while (loop->inner)
-           loop = loop->inner;
+         mark_regno_live (regno);
+         regno++;
        }
-      else
-       loop = loop->outer;
     }
+}
+
+/* Mark clobbering register REG.  */
+static void
+mark_reg_clobber (rtx reg, const_rtx setter, void *data)
+{
+  if (GET_CODE (setter) == CLOBBER)
+    mark_reg_store (reg, setter, data);
+}
+
+/* Mark register REG death.  */
+static void
+mark_reg_death (rtx reg)
+{
+  int regno = REGNO (reg);
+
+  if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+    mark_regno_death (regno);
+  else
+    {
+      int last = regno + hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (reg)];
+
+      while (regno < last)
+       {
+         mark_regno_death (regno);
+         regno++;
+       }
+    }
+}
+
+/* Mark occurrence of registers in X for the current loop.  */
+static void
+mark_ref_regs (rtx x)
+{
+  RTX_CODE code;
+  int i;
+  const char *fmt;
+
+  if (!x)
+    return;
+
+  code = GET_CODE (x);
+  if (code == REG)
+    {
+      struct loop *loop;
+
+      for (loop = curr_loop;
+          loop != current_loops->tree_root;
+          loop = loop_outer (loop))
+       bitmap_set_bit (&LOOP_DATA (loop)->regs_ref, REGNO (x));
+      return;
+    }
+
+  fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
+  for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
+    if (fmt[i] == 'e')
+      mark_ref_regs (XEXP (x, i));
+    else if (fmt[i] == 'E')
+      {
+       int j;
+
+       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
+         mark_ref_regs (XVECEXP (x, i, j));
+      }
+}
+
+/* Calculate register pressure in the loops.  */
+static void
+calculate_loop_reg_pressure (void)
+{
+  int i;
+  unsigned int j;
+  bitmap_iterator bi;
+  basic_block bb;
+  rtx insn, link;
+  struct loop *loop, *parent;
+  loop_iterator li;
+
+  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
+    if (loop->aux == NULL)
+      {
+       loop->aux = xcalloc (1, sizeof (struct loop_data));
+       bitmap_initialize (&LOOP_DATA (loop)->regs_ref, &reg_obstack);
+       bitmap_initialize (&LOOP_DATA (loop)->regs_live, &reg_obstack);
+      }
+  ira_setup_eliminable_regset ();
+  bitmap_initialize (&curr_regs_live, &reg_obstack);
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      curr_loop = bb->loop_father;
+      if (curr_loop == current_loops->tree_root)
+       continue;
+
+      for (loop = curr_loop;
+          loop != current_loops->tree_root;
+          loop = loop_outer (loop))
+       bitmap_ior_into (&LOOP_DATA (loop)->regs_live, DF_LR_IN (bb));
+
+      bitmap_copy (&curr_regs_live, DF_LR_IN (bb));
+      for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+       curr_reg_pressure[ira_reg_class_cover[i]] = 0;
+      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&curr_regs_live, 0, j, bi)
+       change_pressure (j, true);
 
-  for (i = 1; i < loops->num; i++)
-    if (loops->parray[i])
-      free_loop_data (loops->parray[i]);
+      FOR_BB_INSNS (bb, insn)
+       {
+         if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
+           continue;
+
+         mark_ref_regs (PATTERN (insn));
+         n_regs_set = 0;
+         note_stores (PATTERN (insn), mark_reg_clobber, NULL);
+
+         /* Mark any registers dead after INSN as dead now.  */
+
+         for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
+           if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD)
+             mark_reg_death (XEXP (link, 0));
+
+         /* Mark any registers set in INSN as live,
+            and mark them as conflicting with all other live regs.
+            Clobbers are processed again, so they conflict with
+            the registers that are set.  */
+
+         note_stores (PATTERN (insn), mark_reg_store, NULL);
+
+#ifdef AUTO_INC_DEC
+         for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
+           if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_INC)
+             mark_reg_store (XEXP (link, 0), NULL_RTX, NULL);
+#endif
+         while (n_regs_set-- > 0)
+           {
+             rtx note = find_regno_note (insn, REG_UNUSED,
+                                         REGNO (regs_set[n_regs_set]));
+             if (! note)
+               continue;
+
+             mark_reg_death (XEXP (note, 0));
+           }
+       }
+    }
+  bitmap_clear (&curr_regs_live);
+  if (flag_ira_region == IRA_REGION_MIXED
+      || flag_ira_region == IRA_REGION_ALL)
+    FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
+      {
+       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&LOOP_DATA (loop)->regs_live, 0, j, bi)
+         if (! bitmap_bit_p (&LOOP_DATA (loop)->regs_ref, j))
+           {
+             enum reg_class cover_class;
+             int nregs;
+
+             cover_class = get_regno_cover_class (j, &nregs);
+             LOOP_DATA (loop)->max_reg_pressure[cover_class] -= nregs;
+           }
+      }
+  if (dump_file == NULL)
+    return;
+  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
+    {
+      parent = loop_outer (loop);
+      fprintf (dump_file, "\n  Loop %d (parent %d, header bb%d, depth %d)\n",
+              loop->num, (parent == NULL ? -1 : parent->num),
+              loop->header->index, loop_depth (loop));
+      fprintf (dump_file, "\n    ref. regnos:");
+      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&LOOP_DATA (loop)->regs_ref, 0, j, bi)
+       fprintf (dump_file, " %d", j);
+      fprintf (dump_file, "\n    live regnos:");
+      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&LOOP_DATA (loop)->regs_live, 0, j, bi)
+       fprintf (dump_file, " %d", j);
+      fprintf (dump_file, "\n    Pressure:");
+      for (i = 0; (int) i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+       {
+         enum reg_class cover_class;
+
+         cover_class = ira_reg_class_cover[i];
+         if (LOOP_DATA (loop)->max_reg_pressure[cover_class] == 0)
+           continue;
+         fprintf (dump_file, " %s=%d", reg_class_names[cover_class],
+                  LOOP_DATA (loop)->max_reg_pressure[cover_class]);
+       }
+      fprintf (dump_file, "\n");
+    }
+}
+
+\f
+
+/* Move the invariants out of the loops.  */
+
+void
+move_loop_invariants (void)
+{
+  struct loop *loop;
+  loop_iterator li;
+
+  if (flag_ira_loop_pressure)
+    {
+      df_analyze ();
+      ira_set_pseudo_classes (dump_file);
+      calculate_loop_reg_pressure ();
+    }
+  df_set_flags (DF_EQ_NOTES + DF_DEFER_INSN_RESCAN);
+  /* Process the loops, innermost first.  */
+  FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
+    {
+      curr_loop = loop;
+      /* move_single_loop_invariants for very large loops
+        is time consuming and might need a lot of memory.  */
+      if (loop->num_nodes <= (unsigned) LOOP_INVARIANT_MAX_BBS_IN_LOOP)
+       move_single_loop_invariants (loop);
+    }
+
+  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
+    {
+      free_loop_data (loop);
+    }
 
-  df_finish (df);
-  df = NULL;
+  if (flag_ira_loop_pressure)
+    /* There is no sense to keep this info because it was most
+       probably outdated by subsequent passes.  */
+    free_reg_info ();
+  free (invariant_table);
+  invariant_table = NULL;
+  invariant_table_size = 0;
 
 #ifdef ENABLE_CHECKING
   verify_flow_info ();