OSDN Git Service

Uniquization of constants at the Tree level
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ira.c
1 /* Integrated Register Allocator (IRA) entry point.
2    Copyright (C) 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Vladimir Makarov <vmakarov@redhat.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 /* The integrated register allocator (IRA) is a
23    regional register allocator performing graph coloring on a top-down
24    traversal of nested regions.  Graph coloring in a region is based
25    on Chaitin-Briggs algorithm.  It is called integrated because
26    register coalescing, register live range splitting, and choosing a
27    better hard register are done on-the-fly during coloring.  Register
28    coalescing and choosing a cheaper hard register is done by hard
29    register preferencing during hard register assigning.  The live
30    range splitting is a byproduct of the regional register allocation.
31
32    Major IRA notions are:
33
34      o *Region* is a part of CFG where graph coloring based on
35        Chaitin-Briggs algorithm is done.  IRA can work on any set of
36        nested CFG regions forming a tree.  Currently the regions are
37        the entire function for the root region and natural loops for
38        the other regions.  Therefore data structure representing a
39        region is called loop_tree_node.
40
41      o *Cover class* is a register class belonging to a set of
42        non-intersecting register classes containing all of the
43        hard-registers available for register allocation.  The set of
44        all cover classes for a target is defined in the corresponding
45        machine-description file according some criteria.  Such notion
46        is needed because Chaitin-Briggs algorithm works on
47        non-intersected register classes.
48
49      o *Allocno* represents the live range of a pseudo-register in a
50        region.  Besides the obvious attributes like the corresponding
51        pseudo-register number, cover class, conflicting allocnos and
52        conflicting hard-registers, there are a few allocno attributes
53        which are important for understanding the allocation algorithm:
54
55        - *Live ranges*.  This is a list of ranges of *program
56          points* where the allocno lives.  Program points represent
57          places where a pseudo can be born or become dead (there are
58          approximately two times more program points than the insns)
59          and they are represented by integers starting with 0.  The
60          live ranges are used to find conflicts between allocnos of
61          different cover classes.  They also play very important role
62          for the transformation of the IRA internal representation of
63          several regions into a one region representation.  The later is
64          used during the reload pass work because each allocno
65          represents all of the corresponding pseudo-registers.
66
67        - *Hard-register costs*.  This is a vector of size equal to the
68          number of available hard-registers of the allocno's cover
69          class.  The cost of a callee-clobbered hard-register for an
70          allocno is increased by the cost of save/restore code around
71          the calls through the given allocno's life.  If the allocno
72          is a move instruction operand and another operand is a
73          hard-register of the allocno's cover class, the cost of the
74          hard-register is decreased by the move cost.
75
76          When an allocno is assigned, the hard-register with minimal
77          full cost is used.  Initially, a hard-register's full cost is
78          the corresponding value from the hard-register's cost vector.
79          If the allocno is connected by a *copy* (see below) to
80          another allocno which has just received a hard-register, the
81          cost of the hard-register is decreased.  Before choosing a
82          hard-register for an allocno, the allocno's current costs of
83          the hard-registers are modified by the conflict hard-register
84          costs of all of the conflicting allocnos which are not
85          assigned yet.
86
87        - *Conflict hard-register costs*.  This is a vector of the same
88          size as the hard-register costs vector.  To permit an
89          unassigned allocno to get a better hard-register, IRA uses
90          this vector to calculate the final full cost of the
91          available hard-registers.  Conflict hard-register costs of an
92          unassigned allocno are also changed with a change of the
93          hard-register cost of the allocno when a copy involving the
94          allocno is processed as described above.  This is done to
95          show other unassigned allocnos that a given allocno prefers
96          some hard-registers in order to remove the move instruction
97          corresponding to the copy.
98
99      o *Cap*.  If a pseudo-register does not live in a region but
100        lives in a nested region, IRA creates a special allocno called
101        a cap in the outer region.  A region cap is also created for a
102        subregion cap.
103
104      o *Copy*.  Allocnos can be connected by copies.  Copies are used
105        to modify hard-register costs for allocnos during coloring.
106        Such modifications reflects a preference to use the same
107        hard-register for the allocnos connected by copies.  Usually
108        copies are created for move insns (in this case it results in
109        register coalescing).  But IRA also creates copies for operands
110        of an insn which should be assigned to the same hard-register
111        due to constraints in the machine description (it usually
112        results in removing a move generated in reload to satisfy
113        the constraints) and copies referring to the allocno which is
114        the output operand of an instruction and the allocno which is
115        an input operand dying in the instruction (creation of such
116        copies results in less register shuffling).  IRA *does not*
117        create copies between the same register allocnos from different
118        regions because we use another technique for propagating
119        hard-register preference on the borders of regions.
120
121    Allocnos (including caps) for the upper region in the region tree
122    *accumulate* information important for coloring from allocnos with
123    the same pseudo-register from nested regions.  This includes
124    hard-register and memory costs, conflicts with hard-registers,
125    allocno conflicts, allocno copies and more.  *Thus, attributes for
126    allocnos in a region have the same values as if the region had no
127    subregions*.  It means that attributes for allocnos in the
128    outermost region corresponding to the function have the same values
129    as though the allocation used only one region which is the entire
130    function.  It also means that we can look at IRA work as if the
131    first IRA did allocation for all function then it improved the
132    allocation for loops then their subloops and so on.
133
134    IRA major passes are:
135
136      o Building IRA internal representation which consists of the
137        following subpasses:
138
139        * First, IRA builds regions and creates allocnos (file
140          ira-build.c) and initializes most of their attributes.
141
142        * Then IRA finds a cover class for each allocno and calculates
143          its initial (non-accumulated) cost of memory and each
144          hard-register of its cover class (file ira-cost.c).
145
146        * IRA creates live ranges of each allocno, calulates register
147          pressure for each cover class in each region, sets up
148          conflict hard registers for each allocno and info about calls
149          the allocno lives through (file ira-lives.c).
150
151        * IRA removes low register pressure loops from the regions
152          mostly to speed IRA up (file ira-build.c).
153
154        * IRA propagates accumulated allocno info from lower region
155          allocnos to corresponding upper region allocnos (file
156          ira-build.c).
157
158        * IRA creates all caps (file ira-build.c).
159
160        * Having live-ranges of allocnos and their cover classes, IRA
161          creates conflicting allocnos of the same cover class for each
162          allocno.  Conflicting allocnos are stored as a bit vector or
163          array of pointers to the conflicting allocnos whatever is
164          more profitable (file ira-conflicts.c).  At this point IRA
165          creates allocno copies.
166
167      o Coloring.  Now IRA has all necessary info to start graph coloring
168        process.  It is done in each region on top-down traverse of the
169        region tree (file ira-color.c).  There are following subpasses:
170
171        * Optional aggressive coalescing of allocnos in the region.
172
173        * Putting allocnos onto the coloring stack.  IRA uses Briggs
174          optimistic coloring which is a major improvement over
175          Chaitin's coloring.  Therefore IRA does not spill allocnos at
176          this point.  There is some freedom in the order of putting
177          allocnos on the stack which can affect the final result of
178          the allocation.  IRA uses some heuristics to improve the order.
179
180        * Popping the allocnos from the stack and assigning them hard
181          registers.  If IRA can not assign a hard register to an
182          allocno and the allocno is coalesced, IRA undoes the
183          coalescing and puts the uncoalesced allocnos onto the stack in
184          the hope that some such allocnos will get a hard register
185          separately.  If IRA fails to assign hard register or memory
186          is more profitable for it, IRA spills the allocno.  IRA
187          assigns the allocno the hard-register with minimal full
188          allocation cost which reflects the cost of usage of the
189          hard-register for the allocno and cost of usage of the
190          hard-register for allocnos conflicting with given allocno.
191
192        * After allono assigning in the region, IRA modifies the hard
193          register and memory costs for the corresponding allocnos in
194          the subregions to reflect the cost of possible loads, stores,
195          or moves on the border of the region and its subregions.
196          When default regional allocation algorithm is used
197          (-fira-algorithm=mixed), IRA just propagates the assignment
198          for allocnos if the register pressure in the region for the
199          corresponding cover class is less than number of available
200          hard registers for given cover class.
201
202      o Spill/restore code moving.  When IRA performs an allocation
203        by traversing regions in top-down order, it does not know what
204        happens below in the region tree.  Therefore, sometimes IRA
205        misses opportunities to perform a better allocation.  A simple
206        optimization tries to improve allocation in a region having
207        subregions and containing in another region.  If the
208        corresponding allocnos in the subregion are spilled, it spills
209        the region allocno if it is profitable.  The optimization
210        implements a simple iterative algorithm performing profitable
211        transformations while they are still possible.  It is fast in
212        practice, so there is no real need for a better time complexity
213        algorithm.
214
215      o Code change.  After coloring, two allocnos representing the same
216        pseudo-register outside and inside a region respectively may be
217        assigned to different locations (hard-registers or memory).  In
218        this case IRA creates and uses a new pseudo-register inside the
219        region and adds code to move allocno values on the region's
220        borders.  This is done during top-down traversal of the regions
221        (file ira-emit.c).  In some complicated cases IRA can create a
222        new allocno to move allocno values (e.g. when a swap of values
223        stored in two hard-registers is needed).  At this stage, the
224        new allocno is marked as spilled.  IRA still creates the
225        pseudo-register and the moves on the region borders even when
226        both allocnos were assigned to the same hard-register.  If the
227        reload pass spills a pseudo-register for some reason, the
228        effect will be smaller because another allocno will still be in
229        the hard-register.  In most cases, this is better then spilling
230        both allocnos.  If reload does not change the allocation
231        for the two pseudo-registers, the trivial move will be removed
232        by post-reload optimizations.  IRA does not generate moves for
233        allocnos assigned to the same hard register when the default
234        regional allocation algorithm is used and the register pressure
235        in the region for the corresponding allocno cover class is less
236        than number of available hard registers for given cover class.
237        IRA also does some optimizations to remove redundant stores and
238        to reduce code duplication on the region borders.
239
240      o Flattening internal representation.  After changing code, IRA
241        transforms its internal representation for several regions into
242        one region representation (file ira-build.c).  This process is
243        called IR flattening.  Such process is more complicated than IR
244        rebuilding would be, but is much faster.
245
246      o After IR flattening, IRA tries to assign hard registers to all
247        spilled allocnos.  This is impelemented by a simple and fast
248        priority coloring algorithm (see function
249        ira_reassign_conflict_allocnos::ira-color.c).  Here new allocnos
250        created during the code change pass can be assigned to hard
251        registers.
252
253      o At the end IRA calls the reload pass.  The reload pass
254        communicates with IRA through several functions in file
255        ira-color.c to improve its decisions in
256
257        * sharing stack slots for the spilled pseudos based on IRA info
258          about pseudo-register conflicts.
259
260        * reassigning hard-registers to all spilled pseudos at the end
261          of each reload iteration.
262
263        * choosing a better hard-register to spill based on IRA info
264          about pseudo-register live ranges and the register pressure
265          in places where the pseudo-register lives.
266
267    IRA uses a lot of data representing the target processors.  These
268    data are initilized in file ira.c.
269
270    If function has no loops (or the loops are ignored when
271    -fira-algorithm=CB is used), we have classic Chaitin-Briggs
272    coloring (only instead of separate pass of coalescing, we use hard
273    register preferencing).  In such case, IRA works much faster
274    because many things are not made (like IR flattening, the
275    spill/restore optimization, and the code change).
276
277    Literature is worth to read for better understanding the code:
278
279    o Preston Briggs, Keith D. Cooper, Linda Torczon.  Improvements to
280      Graph Coloring Register Allocation.
281
282    o David Callahan, Brian Koblenz.  Register allocation via
283      hierarchical graph coloring.
284
285    o Keith Cooper, Anshuman Dasgupta, Jason Eckhardt. Revisiting Graph
286      Coloring Register Allocation: A Study of the Chaitin-Briggs and
287      Callahan-Koblenz Algorithms.
288
289    o Guei-Yuan Lueh, Thomas Gross, and Ali-Reza Adl-Tabatabai. Global
290      Register Allocation Based on Graph Fusion.
291
292    o Vladimir Makarov. The Integrated Register Allocator for GCC.
293
294    o Vladimir Makarov.  The top-down register allocator for irregular
295      register file architectures.
296
297 */
298
299
300 #include "config.h"
301 #include "system.h"
302 #include "coretypes.h"
303 #include "tm.h"
304 #include "regs.h"
305 #include "rtl.h"
306 #include "tm_p.h"
307 #include "target.h"
308 #include "flags.h"
309 #include "obstack.h"
310 #include "bitmap.h"
311 #include "hard-reg-set.h"
312 #include "basic-block.h"
313 #include "df.h"
314 #include "expr.h"
315 #include "recog.h"
316 #include "params.h"
317 #include "timevar.h"
318 #include "tree-pass.h"
319 #include "output.h"
320 #include "except.h"
321 #include "reload.h"
322 #include "toplev.h"
323 #include "integrate.h"
324 #include "ggc.h"
325 #include "ira-int.h"
326
327
328 /* A modified value of flag `-fira-verbose' used internally.  */
329 int internal_flag_ira_verbose;
330
331 /* Dump file of the allocator if it is not NULL.  */
332 FILE *ira_dump_file;
333
334 /* Pools for allocnos, copies, allocno live ranges.  */
335 alloc_pool allocno_pool, copy_pool, allocno_live_range_pool;
336
337 /* The number of elements in the following array.  */
338 int ira_spilled_reg_stack_slots_num;
339
340 /* The following array contains info about spilled pseudo-registers
341    stack slots used in current function so far.  */
342 struct ira_spilled_reg_stack_slot *ira_spilled_reg_stack_slots;
343
344 /* Correspondingly overall cost of the allocation, cost of the
345    allocnos assigned to hard-registers, cost of the allocnos assigned
346    to memory, cost of loads, stores and register move insns generated
347    for pseudo-register live range splitting (see ira-emit.c).  */
348 int ira_overall_cost;
349 int ira_reg_cost, ira_mem_cost;
350 int ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost;
351 int ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num;
352
353 /* All registers that can be eliminated.  */
354
355 HARD_REG_SET eliminable_regset;
356
357 /* Map: hard regs X modes -> set of hard registers for storing value
358    of given mode starting with given hard register.  */
359 HARD_REG_SET ira_reg_mode_hard_regset[FIRST_PSEUDO_REGISTER][NUM_MACHINE_MODES];
360
361 /* The following two variables are array analogs of the macros
362    MEMORY_MOVE_COST and REGISTER_MOVE_COST.  */
363 short int ira_memory_move_cost[MAX_MACHINE_MODE][N_REG_CLASSES][2];
364 move_table *ira_register_move_cost[MAX_MACHINE_MODE];
365
366 /* Similar to may_move_in_cost but it is calculated in IRA instead of
367    regclass.  Another difference is that we take only available hard
368    registers into account to figure out that one register class is a
369    subset of the another one.  */
370 move_table *ira_may_move_in_cost[MAX_MACHINE_MODE];
371
372 /* Similar to may_move_out_cost but it is calculated in IRA instead of
373    regclass.  Another difference is that we take only available hard
374    registers into account to figure out that one register class is a
375    subset of the another one.  */
376 move_table *ira_may_move_out_cost[MAX_MACHINE_MODE];
377
378 /* Register class subset relation: TRUE if the first class is a subset
379    of the second one considering only hard registers available for the
380    allocation.  */
381 int ira_class_subset_p[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
382
383 /* Temporary hard reg set used for a different calculation.  */
384 static HARD_REG_SET temp_hard_regset;
385
386 \f
387
388 /* The function sets up the map IRA_REG_MODE_HARD_REGSET.  */
389 static void
390 setup_reg_mode_hard_regset (void)
391 {
392   int i, m, hard_regno;
393
394   for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
395     for (hard_regno = 0; hard_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; hard_regno++)
396       {
397         CLEAR_HARD_REG_SET (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m]);
398         for (i = hard_regno_nregs[hard_regno][m] - 1; i >= 0; i--)
399           if (hard_regno + i < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
400             SET_HARD_REG_BIT (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m],
401                               hard_regno + i);
402       }
403 }
404
405 \f
406
407 /* Hard registers that can not be used for the register allocator for
408    all functions of the current compilation unit.  */
409 static HARD_REG_SET no_unit_alloc_regs;
410
411 /* Array of the number of hard registers of given class which are
412    available for allocation.  The order is defined by the
413    allocation order.  */
414 short ira_class_hard_regs[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
415
416 /* Array of the number of hard registers of given class which are
417    available for allocation.  The order is defined by the
418    the hard register numbers.  */
419 short ira_non_ordered_class_hard_regs[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
420
421 /* The number of elements of the above array for given register
422    class.  */
423 int ira_class_hard_regs_num[N_REG_CLASSES];
424
425 /* Index (in ira_class_hard_regs) for given register class and hard
426    register (in general case a hard register can belong to several
427    register classes).  The index is negative for hard registers
428    unavailable for the allocation. */
429 short ira_class_hard_reg_index[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
430
431 /* The function sets up the three arrays declared above.  */
432 static void
433 setup_class_hard_regs (void)
434 {
435   int cl, i, hard_regno, n;
436   HARD_REG_SET processed_hard_reg_set;
437
438   ira_assert (SHRT_MAX >= FIRST_PSEUDO_REGISTER);
439   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
440     {
441       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
442       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
443       CLEAR_HARD_REG_SET (processed_hard_reg_set);
444       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
445         {
446           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][0] = -1;
447           ira_class_hard_reg_index[cl][0] = -1;
448         }
449       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
450         {
451 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
452           hard_regno = reg_alloc_order[i];
453 #else
454           hard_regno = i;
455 #endif
456           if (TEST_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno))
457             continue;
458           SET_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno);
459           if (! TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, hard_regno))
460             ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = -1;
461           else
462             {
463               ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = n;
464               ira_class_hard_regs[cl][n++] = hard_regno;
465             }
466         }
467       ira_class_hard_regs_num[cl] = n;
468       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
469         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, i))
470           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][n++] = i;
471       ira_assert (ira_class_hard_regs_num[cl] == n);
472     }
473 }
474
475 /* Number of given class hard registers available for the register
476    allocation for given classes.  */
477 int ira_available_class_regs[N_REG_CLASSES];
478
479 /* Set up IRA_AVAILABLE_CLASS_REGS.  */
480 static void
481 setup_available_class_regs (void)
482 {
483   int i, j;
484
485   memset (ira_available_class_regs, 0, sizeof (ira_available_class_regs));
486   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
487     {
488       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
489       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
490       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
491         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, j))
492           ira_available_class_regs[i]++;
493     }
494 }
495
496 /* Set up global variables defining info about hard registers for the
497    allocation.  These depend on USE_HARD_FRAME_P whose TRUE value means
498    that we can use the hard frame pointer for the allocation.  */
499 static void
500 setup_alloc_regs (bool use_hard_frame_p)
501 {
502 #ifdef ADJUST_REG_ALLOC_ORDER
503   ADJUST_REG_ALLOC_ORDER;
504 #endif
505   COPY_HARD_REG_SET (no_unit_alloc_regs, fixed_reg_set);
506   if (! use_hard_frame_p)
507     SET_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
508   setup_class_hard_regs ();
509   setup_available_class_regs ();
510 }
511
512 \f
513
514 /* Set up IRA_MEMORY_MOVE_COST, IRA_REGISTER_MOVE_COST.  */
515 static void
516 setup_class_subset_and_memory_move_costs (void)
517 {
518   int cl, cl2, mode;
519   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
520
521   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
522     ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
523       = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1] = SHRT_MAX;
524   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
525     {
526       if (cl != (int) NO_REGS)
527         for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
528           {
529             ira_memory_move_cost[mode][cl][0] =
530               MEMORY_MOVE_COST ((enum machine_mode) mode,
531                                 (enum reg_class) cl, 0);
532             ira_memory_move_cost[mode][cl][1] =
533               MEMORY_MOVE_COST ((enum machine_mode) mode,
534                                 (enum reg_class) cl, 1);
535             /* Costs for NO_REGS are used in cost calculation on the
536                1st pass when the preferred register classes are not
537                known yet.  In this case we take the best scenario.  */
538             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
539                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][0])
540               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
541                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][0];
542             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
543                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][1])
544               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
545                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][1];
546           }
547       for (cl2 = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl2 >= 0; cl2--)
548         {
549           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
550           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
551           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
552           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
553           ira_class_subset_p[cl][cl2]
554             = hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2);
555         }
556     }
557 }
558
559 \f
560
561 /* Define the following macro if allocation through malloc if
562    preferable.  */
563 #define IRA_NO_OBSTACK
564
565 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
566 /* Obstack used for storing all dynamic data (except bitmaps) of the
567    IRA.  */
568 static struct obstack ira_obstack;
569 #endif
570
571 /* Obstack used for storing all bitmaps of the IRA.  */
572 static struct bitmap_obstack ira_bitmap_obstack;
573
574 /* Allocate memory of size LEN for IRA data.  */
575 void *
576 ira_allocate (size_t len)
577 {
578   void *res;
579
580 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
581   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
582 #else
583   res = xmalloc (len);
584 #endif
585   return res;
586 }
587
588 /* Reallocate memory PTR of size LEN for IRA data.  */
589 void *
590 ira_reallocate (void *ptr, size_t len)
591 {
592   void *res;
593
594 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
595   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
596 #else
597   res = xrealloc (ptr, len);
598 #endif
599   return res;
600 }
601
602 /* Free memory ADDR allocated for IRA data.  */
603 void
604 ira_free (void *addr ATTRIBUTE_UNUSED)
605 {
606 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
607   /* do nothing */
608 #else
609   free (addr);
610 #endif
611 }
612
613
614 /* Allocate and returns bitmap for IRA.  */
615 bitmap
616 ira_allocate_bitmap (void)
617 {
618   return BITMAP_ALLOC (&ira_bitmap_obstack);
619 }
620
621 /* Free bitmap B allocated for IRA.  */
622 void
623 ira_free_bitmap (bitmap b ATTRIBUTE_UNUSED)
624 {
625   /* do nothing */
626 }
627
628 \f
629
630 /* Output information about allocation of all allocnos (except for
631    caps) into file F.  */
632 void
633 ira_print_disposition (FILE *f)
634 {
635   int i, n, max_regno;
636   ira_allocno_t a;
637   basic_block bb;
638
639   fprintf (f, "Disposition:");
640   max_regno = max_reg_num ();
641   for (n = 0, i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
642     for (a = ira_regno_allocno_map[i];
643          a != NULL;
644          a = ALLOCNO_NEXT_REGNO_ALLOCNO (a))
645       {
646         if (n % 4 == 0)
647           fprintf (f, "\n");
648         n++;
649         fprintf (f, " %4d:r%-4d", ALLOCNO_NUM (a), ALLOCNO_REGNO (a));
650         if ((bb = ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->bb) != NULL)
651           fprintf (f, "b%-3d", bb->index);
652         else
653           fprintf (f, "l%-3d", ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->loop->num);
654         if (ALLOCNO_HARD_REGNO (a) >= 0)
655           fprintf (f, " %3d", ALLOCNO_HARD_REGNO (a));
656         else
657           fprintf (f, " mem");
658       }
659   fprintf (f, "\n");
660 }
661
662 /* Outputs information about allocation of all allocnos into
663    stderr.  */
664 void
665 ira_debug_disposition (void)
666 {
667   ira_print_disposition (stderr);
668 }
669
670 \f
671
672 /* For each reg class, table listing all the classes contained in it
673    (excluding the class itself.  Non-allocatable registers are
674    excluded from the consideration).  */
675 static enum reg_class alloc_reg_class_subclasses[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
676
677 /* Initialize the table of subclasses of each reg class.  */
678 static void
679 setup_reg_subclasses (void)
680 {
681   int i, j;
682   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
683
684   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
685     for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
686       alloc_reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
687
688   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
689     {
690       if (i == (int) NO_REGS)
691         continue;
692
693       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
694       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
695       if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
696         continue;
697       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
698         if (i != j)
699           {
700             enum reg_class *p;
701
702             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
703             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
704             if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
705                                          temp_hard_regset2))
706               continue;
707             p = &alloc_reg_class_subclasses[j][0];
708             while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
709             *p = (enum reg_class) i;
710           }
711     }
712 }
713
714 \f
715
716 /* Number of cover classes.  Cover classes is non-intersected register
717    classes containing all hard-registers available for the
718    allocation.  */
719 int ira_reg_class_cover_size;
720
721 /* The array containing cover classes (see also comments for macro
722    IRA_COVER_CLASSES).  Only first IRA_REG_CLASS_COVER_SIZE elements are
723    used for this.  */
724 enum reg_class ira_reg_class_cover[N_REG_CLASSES];
725
726 /* The number of elements in the subsequent array.  */
727 int ira_important_classes_num;
728
729 /* The array containing non-empty classes (including non-empty cover
730    classes) which are subclasses of cover classes.  Such classes is
731    important for calculation of the hard register usage costs.  */
732 enum reg_class ira_important_classes[N_REG_CLASSES];
733
734 /* The array containing indexes of important classes in the previous
735    array.  The array elements are defined only for important
736    classes.  */
737 int ira_important_class_nums[N_REG_CLASSES];
738
739 /* Set the four global variables defined above.  */
740 static void
741 setup_cover_and_important_classes (void)
742 {
743   int i, j, n, cl;
744   bool set_p;
745   const enum reg_class *cover_classes;
746   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
747   static enum reg_class classes[LIM_REG_CLASSES + 1];
748
749   if (targetm.ira_cover_classes == NULL)
750     cover_classes = NULL;
751   else
752     cover_classes = targetm.ira_cover_classes ();
753   if (cover_classes == NULL)
754     ira_assert (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY);
755   else
756     {
757       for (i = 0; (cl = cover_classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
758         classes[i] = (enum reg_class) cl;
759       classes[i] = LIM_REG_CLASSES;
760     }
761
762   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
763     {
764       n = 0;
765       for (i = 0; i <= LIM_REG_CLASSES; i++)
766         {
767           if (i == NO_REGS)
768             continue;
769 #ifdef CONSTRAINT_NUM_DEFINED_P
770           for (j = 0; j < CONSTRAINT__LIMIT; j++)
771             if ((int) REG_CLASS_FOR_CONSTRAINT ((enum constraint_num) j) == i)
772               break;
773           if (j < CONSTRAINT__LIMIT)
774             {
775               classes[n++] = (enum reg_class) i;
776               continue;
777             }
778 #endif
779           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
780           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
781           for (j = 0; j < LIM_REG_CLASSES; j++)
782             {
783               if (i == j)
784                 continue;
785               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
786               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
787                                       no_unit_alloc_regs);
788               if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
789                                         temp_hard_regset2))
790                     break;
791             }
792           if (j >= i)
793             classes[n++] = (enum reg_class) i;
794         }
795       classes[n] = LIM_REG_CLASSES;
796     }
797
798   ira_reg_class_cover_size = 0;
799   for (i = 0; (cl = classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
800     {
801       for (j = 0; j < i; j++)
802         if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY
803             && reg_classes_intersect_p ((enum reg_class) cl, classes[j]))
804           gcc_unreachable ();
805       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
806       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
807       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
808         ira_reg_class_cover[ira_reg_class_cover_size++] = (enum reg_class) cl;
809     }
810   ira_important_classes_num = 0;
811   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
812     {
813       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
814       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
815       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
816         {
817           set_p = false;
818           for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
819             {
820               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
821               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
822               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
823                                  reg_class_contents[ira_reg_class_cover[j]]);
824               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
825               if ((enum reg_class) cl == ira_reg_class_cover[j]
826                   || hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
827                                            temp_hard_regset2))
828                 break;
829               else if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
830                                               temp_hard_regset2))
831                 set_p = true;
832             }
833           if (set_p && j >= ira_reg_class_cover_size)
834             ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
835               = (enum reg_class) cl;
836         }
837     }
838   for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
839     ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
840       = ira_reg_class_cover[j];
841 }
842
843 /* Map of all register classes to corresponding cover class containing
844    the given class.  If given class is not a subset of a cover class,
845    we translate it into the cheapest cover class.  */
846 enum reg_class ira_class_translate[N_REG_CLASSES];
847
848 /* Set up array IRA_CLASS_TRANSLATE.  */
849 static void
850 setup_class_translate (void)
851 {
852   int cl, mode;
853   enum reg_class cover_class, best_class, *cl_ptr;
854   int i, cost, min_cost, best_cost;
855
856   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
857     ira_class_translate[cl] = NO_REGS;
858
859   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
860     for (cl = 0; cl < LIM_REG_CLASSES; cl++)
861       {
862         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
863         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
864         for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
865           {
866             HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
867
868             cover_class = ira_reg_class_cover[i];
869             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
870                                reg_class_contents[cover_class]);
871             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
872             if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2))
873               ira_class_translate[cl] = cover_class;
874           }
875       }
876   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
877     {
878       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
879       if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
880         for (cl_ptr = &alloc_reg_class_subclasses[cover_class][0];
881              (cl = *cl_ptr) != LIM_REG_CLASSES;
882              cl_ptr++)
883           {
884             if (ira_class_translate[cl] == NO_REGS)
885               ira_class_translate[cl] = cover_class;
886 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
887             else
888               {
889                 COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
890                 AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
891                 if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
892                   gcc_unreachable ();
893               }
894 #endif
895           }
896       ira_class_translate[cover_class] = cover_class;
897     }
898   /* For classes which are not fully covered by a cover class (in
899      other words covered by more one cover class), use the cheapest
900      cover class.  */
901   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
902     {
903       if (cl == NO_REGS || ira_class_translate[cl] != NO_REGS)
904         continue;
905       best_class = NO_REGS;
906       best_cost = INT_MAX;
907       for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
908         {
909           cover_class = ira_reg_class_cover[i];
910           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
911                              reg_class_contents[cover_class]);
912           AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
913           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
914           if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
915             {
916               min_cost = INT_MAX;
917               for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
918                 {
919                   cost = (ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
920                           + ira_memory_move_cost[mode][cl][1]);
921                   if (min_cost > cost)
922                     min_cost = cost;
923                 }
924               if (best_class == NO_REGS || best_cost > min_cost)
925                 {
926                   best_class = cover_class;
927                   best_cost = min_cost;
928                 }
929             }
930         }
931       ira_class_translate[cl] = best_class;
932     }
933 }
934
935 /* Order numbers of cover classes in original target cover class
936    array, -1 for non-cover classes.  */
937 static int cover_class_order[N_REG_CLASSES];
938
939 /* The function used to sort the important classes.  */
940 static int
941 comp_reg_classes_func (const void *v1p, const void *v2p)
942 {
943   enum reg_class cl1 = *(const enum reg_class *) v1p;
944   enum reg_class cl2 = *(const enum reg_class *) v2p;
945   int diff;
946
947   cl1 = ira_class_translate[cl1];
948   cl2 = ira_class_translate[cl2];
949   if (cl1 != NO_REGS && cl2 != NO_REGS
950       && (diff = cover_class_order[cl1] - cover_class_order[cl2]) != 0)
951     return diff;
952   return (int) cl1 - (int) cl2;
953 }
954
955 /* Reorder important classes according to the order of their cover
956    classes.  Set up array ira_important_class_nums too.  */
957 static void
958 reorder_important_classes (void)
959 {
960   int i;
961
962   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
963     cover_class_order[i] = -1;
964   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
965     cover_class_order[ira_reg_class_cover[i]] = i;
966   qsort (ira_important_classes, ira_important_classes_num,
967          sizeof (enum reg_class), comp_reg_classes_func);
968   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
969     ira_important_class_nums[ira_important_classes[i]] = i;
970 }
971
972 /* The biggest important reg_class inside of intersection of the two
973    reg_classes (that is calculated taking only hard registers
974    available for allocation into account).  If the both reg_classes
975    contain no hard registers available for allocation, the value is
976    calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
977    account.  */
978 enum reg_class ira_reg_class_intersect[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
979
980 /* True if the two classes (that is calculated taking only hard
981    registers available for allocation into account) are
982    intersected.  */
983 bool ira_reg_classes_intersect_p[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
984
985 /* Important classes with end marker LIM_REG_CLASSES which are
986    supersets with given important class (the first index).  That
987    includes given class itself.  This is calculated taking only hard
988    registers available for allocation into account.  */
989 enum reg_class ira_reg_class_super_classes[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
990
991 /* The biggest important reg_class inside of union of the two
992    reg_classes (that is calculated taking only hard registers
993    available for allocation into account).  If the both reg_classes
994    contain no hard registers available for allocation, the value is
995    calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
996    account.  In other words, the value is the corresponding
997    reg_class_subunion value.  */
998 enum reg_class ira_reg_class_union[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
999
1000 /* Set up the above reg class relations.  */
1001 static void
1002 setup_reg_class_relations (void)
1003 {
1004   int i, cl1, cl2, cl3;
1005   HARD_REG_SET intersection_set, union_set, temp_set2;
1006   bool important_class_p[N_REG_CLASSES];
1007
1008   memset (important_class_p, 0, sizeof (important_class_p));
1009   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1010     important_class_p[ira_important_classes[i]] = true;
1011   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1012     {
1013       ira_reg_class_super_classes[cl1][0] = LIM_REG_CLASSES;
1014       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1015         {
1016           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2] = false;
1017           ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = NO_REGS;
1018           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
1019           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1020           COPY_HARD_REG_SET (temp_set2, reg_class_contents[cl2]);
1021           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1022           if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset)
1023               && hard_reg_set_empty_p (temp_set2))
1024             {
1025               for (i = 0;; i++)
1026                 {
1027                   cl3 = reg_class_subclasses[cl1][i];
1028                   if (cl3 == LIM_REG_CLASSES)
1029                     break;
1030                   if (reg_class_subset_p (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2],
1031                                           (enum reg_class) cl3))
1032                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1033                 }
1034               ira_reg_class_union[cl1][cl2] = reg_class_subunion[cl1][cl2];
1035               continue;
1036             }
1037           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2]
1038             = hard_reg_set_intersect_p (temp_hard_regset, temp_set2);
1039           if (important_class_p[cl1] && important_class_p[cl2]
1040               && hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2))
1041             {
1042               enum reg_class *p;
1043
1044               p = &ira_reg_class_super_classes[cl1][0];
1045               while (*p != LIM_REG_CLASSES)
1046                 p++;
1047               *p++ = (enum reg_class) cl2;
1048               *p = LIM_REG_CLASSES;
1049             }
1050           ira_reg_class_union[cl1][cl2] = NO_REGS;
1051           COPY_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl1]);
1052           AND_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl2]);
1053           AND_COMPL_HARD_REG_SET (intersection_set, no_unit_alloc_regs);
1054           COPY_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl1]);
1055           IOR_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl2]);
1056           AND_COMPL_HARD_REG_SET (union_set, no_unit_alloc_regs);
1057           for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1058             {
1059               cl3 = ira_important_classes[i];
1060               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl3]);
1061               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1062               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, intersection_set))
1063                 {
1064                   COPY_HARD_REG_SET
1065                     (temp_set2,
1066                      reg_class_contents[(int)
1067                                         ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]]);
1068                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1069                   if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1070                       /* Ignore unavailable hard registers and prefer
1071                          smallest class for debugging purposes.  */
1072                       || (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1073                           && hard_reg_set_subset_p
1074                              (reg_class_contents[cl3],
1075                               reg_class_contents
1076                               [(int) ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]])))
1077                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1078                 }
1079               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, union_set))
1080                 {
1081                   COPY_HARD_REG_SET
1082                     (temp_set2,
1083                      reg_class_contents[(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]);
1084                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1085                   if (ira_reg_class_union[cl1][cl2] == NO_REGS
1086                       || (hard_reg_set_subset_p (temp_set2, temp_hard_regset)
1087
1088                           && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
1089                                                       temp_hard_regset)
1090                               /* Ignore unavailable hard registers and
1091                                  prefer smallest class for debugging
1092                                  purposes.  */
1093                               || hard_reg_set_subset_p
1094                                  (reg_class_contents[cl3],
1095                                   reg_class_contents
1096                                   [(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]))))
1097                     ira_reg_class_union[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1098                 }
1099             }
1100         }
1101     }
1102 }
1103
1104 /* Output all cover classes and the translation map into file F.  */
1105 static void
1106 print_class_cover (FILE *f)
1107 {
1108   static const char *const reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
1109   int i;
1110
1111   fprintf (f, "Class cover:\n");
1112   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1113     fprintf (f, " %s", reg_class_names[ira_reg_class_cover[i]]);
1114   fprintf (f, "\nClass translation:\n");
1115   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
1116     fprintf (f, " %s -> %s\n", reg_class_names[i],
1117              reg_class_names[ira_class_translate[i]]);
1118 }
1119
1120 /* Output all cover classes and the translation map into
1121    stderr.  */
1122 void
1123 ira_debug_class_cover (void)
1124 {
1125   print_class_cover (stderr);
1126 }
1127
1128 /* Set up different arrays concerning class subsets, cover and
1129    important classes.  */
1130 static void
1131 find_reg_class_closure (void)
1132 {
1133   setup_reg_subclasses ();
1134   setup_cover_and_important_classes ();
1135   setup_class_translate ();
1136   reorder_important_classes ();
1137   setup_reg_class_relations ();
1138 }
1139
1140 \f
1141
1142 /* Map: hard register number -> cover class it belongs to.  If the
1143    corresponding class is NO_REGS, the hard register is not available
1144    for allocation.  */
1145 enum reg_class ira_hard_regno_cover_class[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
1146
1147 /* Set up the array above.  */
1148 static void
1149 setup_hard_regno_cover_class (void)
1150 {
1151   int i, j;
1152   enum reg_class cl;
1153
1154   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1155     {
1156       ira_hard_regno_cover_class[i] = NO_REGS;
1157       for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
1158         {
1159           cl = ira_reg_class_cover[j];
1160           if (ira_class_hard_reg_index[cl][i] >= 0)
1161             {
1162               ira_hard_regno_cover_class[i] = cl;
1163               break;
1164             }
1165         }
1166
1167     }
1168 }
1169
1170 \f
1171
1172 /* Map: register class x machine mode -> number of hard registers of
1173    given class needed to store value of given mode.  If the number is
1174    different, the size will be negative.  */
1175 int ira_reg_class_nregs[N_REG_CLASSES][MAX_MACHINE_MODE];
1176
1177 /* Maximal value of the previous array elements.  */
1178 int ira_max_nregs;
1179
1180 /* Form IRA_REG_CLASS_NREGS map.  */
1181 static void
1182 setup_reg_class_nregs (void)
1183 {
1184   int cl, m;
1185
1186   ira_max_nregs = -1;
1187   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1188     for (m = 0; m < MAX_MACHINE_MODE; m++)
1189       {
1190         ira_reg_class_nregs[cl][m] = CLASS_MAX_NREGS ((enum reg_class) cl,
1191                                                       (enum machine_mode) m);
1192         if (ira_max_nregs < ira_reg_class_nregs[cl][m])
1193           ira_max_nregs = ira_reg_class_nregs[cl][m];
1194       }
1195 }
1196
1197 \f
1198
1199 /* Array whose values are hard regset of hard registers available for
1200    the allocation of given register class whose HARD_REGNO_MODE_OK
1201    values for given mode are zero.  */
1202 HARD_REG_SET prohibited_class_mode_regs[N_REG_CLASSES][NUM_MACHINE_MODES];
1203
1204 /* Set up PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS.  */
1205 static void
1206 setup_prohibited_class_mode_regs (void)
1207 {
1208   int i, j, k, hard_regno;
1209   enum reg_class cl;
1210
1211   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1212     {
1213       cl = ira_reg_class_cover[i];
1214       for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
1215         {
1216           CLEAR_HARD_REG_SET (prohibited_class_mode_regs[cl][j]);
1217           for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
1218             {
1219               hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
1220               if (! HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, (enum machine_mode) j))
1221                 SET_HARD_REG_BIT (prohibited_class_mode_regs[cl][j],
1222                                   hard_regno);
1223             }
1224         }
1225     }
1226 }
1227
1228 \f
1229
1230 /* Allocate and initialize IRA_REGISTER_MOVE_COST,
1231    IRA_MAY_MOVE_IN_COST, and IRA_MAY_MOVE_OUT_COST for MODE if it is
1232    not done yet.  */
1233 void
1234 ira_init_register_move_cost (enum machine_mode mode)
1235 {
1236   int cl1, cl2;
1237
1238   ira_assert (ira_register_move_cost[mode] == NULL
1239               && ira_may_move_in_cost[mode] == NULL
1240               && ira_may_move_out_cost[mode] == NULL);
1241   if (move_cost[mode] == NULL)
1242     init_move_cost (mode);
1243   ira_register_move_cost[mode] = move_cost[mode];
1244   /* Don't use ira_allocate because the tables exist out of scope of a
1245      IRA call.  */
1246   ira_may_move_in_cost[mode]
1247     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1248   memcpy (ira_may_move_in_cost[mode], may_move_in_cost[mode],
1249           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1250   ira_may_move_out_cost[mode]
1251     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1252   memcpy (ira_may_move_out_cost[mode], may_move_out_cost[mode],
1253           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1254   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1255     {
1256       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1257         {
1258           if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
1259             ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1260           if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
1261             ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1262         }
1263     }
1264 }
1265
1266 \f
1267
1268 /* This is called once during compiler work.  It sets up
1269    different arrays whose values don't depend on the compiled
1270    function.  */
1271 void
1272 ira_init_once (void)
1273 {
1274   int mode;
1275
1276   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1277     {
1278       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1279       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1280       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1281     }
1282   ira_init_costs_once ();
1283 }
1284
1285 /* Free ira_register_move_cost, ira_may_move_in_cost, and
1286    ira_may_move_out_cost for each mode.  */
1287 static void
1288 free_register_move_costs (void)
1289 {
1290   int mode;
1291
1292   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1293     {
1294       if (ira_may_move_in_cost[mode] != NULL)
1295         free (ira_may_move_in_cost[mode]);
1296       if (ira_may_move_out_cost[mode] != NULL)
1297         free (ira_may_move_out_cost[mode]);
1298       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1299       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1300       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1301     }
1302 }
1303
1304 /* This is called every time when register related information is
1305    changed.  */
1306 void
1307 ira_init (void)
1308 {
1309   free_register_move_costs ();
1310   setup_reg_mode_hard_regset ();
1311   setup_alloc_regs (flag_omit_frame_pointer != 0);
1312   setup_class_subset_and_memory_move_costs ();
1313   find_reg_class_closure ();
1314   setup_hard_regno_cover_class ();
1315   setup_reg_class_nregs ();
1316   setup_prohibited_class_mode_regs ();
1317   ira_init_costs ();
1318 }
1319
1320 /* Function called once at the end of compiler work.  */
1321 void
1322 ira_finish_once (void)
1323 {
1324   ira_finish_costs_once ();
1325   free_register_move_costs ();
1326 }
1327
1328 \f
1329
1330 /* Array whose values are hard regset of hard registers for which
1331    move of the hard register in given mode into itself is
1332    prohibited.  */
1333 HARD_REG_SET ira_prohibited_mode_move_regs[NUM_MACHINE_MODES];
1334
1335 /* Flag of that the above array has been initialized.  */
1336 static bool ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = false;
1337
1338 /* Set up IRA_PROHIBITED_MODE_MOVE_REGS.  */
1339 static void
1340 setup_prohibited_mode_move_regs (void)
1341 {
1342   int i, j;
1343   rtx test_reg1, test_reg2, move_pat, move_insn;
1344
1345   if (ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
1346     return;
1347   ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = true;
1348   test_reg1 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1349   test_reg2 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1350   move_pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, test_reg1, test_reg2);
1351   move_insn = gen_rtx_INSN (VOIDmode, 0, 0, 0, 0, 0, move_pat, -1, 0);
1352   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
1353     {
1354       SET_HARD_REG_SET (ira_prohibited_mode_move_regs[i]);
1355       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
1356         {
1357           if (! HARD_REGNO_MODE_OK (j, (enum machine_mode) i))
1358             continue;
1359           SET_REGNO (test_reg1, j);
1360           PUT_MODE (test_reg1, (enum machine_mode) i);
1361           SET_REGNO (test_reg2, j);
1362           PUT_MODE (test_reg2, (enum machine_mode) i);
1363           INSN_CODE (move_insn) = -1;
1364           recog_memoized (move_insn);
1365           if (INSN_CODE (move_insn) < 0)
1366             continue;
1367           extract_insn (move_insn);
1368           if (! constrain_operands (1))
1369             continue;
1370           CLEAR_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_mode_move_regs[i], j);
1371         }
1372     }
1373 }
1374
1375 \f
1376
1377 /* Function specific hard registers that can not be used for the
1378    register allocation.  */
1379 HARD_REG_SET ira_no_alloc_regs;
1380
1381 /* Return TRUE if *LOC contains an asm.  */
1382 static int
1383 insn_contains_asm_1 (rtx *loc, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1384 {
1385   if ( !*loc)
1386     return FALSE;
1387   if (GET_CODE (*loc) == ASM_OPERANDS)
1388     return TRUE;
1389   return FALSE;
1390 }
1391
1392
1393 /* Return TRUE if INSN contains an ASM.  */
1394 static bool
1395 insn_contains_asm (rtx insn)
1396 {
1397   return for_each_rtx (&insn, insn_contains_asm_1, NULL);
1398 }
1399
1400 /* Set up regs_asm_clobbered.  */
1401 static void
1402 compute_regs_asm_clobbered (char *regs_asm_clobbered)
1403 {
1404   basic_block bb;
1405
1406   memset (regs_asm_clobbered, 0, sizeof (char) * FIRST_PSEUDO_REGISTER);
1407
1408   FOR_EACH_BB (bb)
1409     {
1410       rtx insn;
1411       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
1412         {
1413           df_ref *def_rec;
1414
1415           if (insn_contains_asm (insn))
1416             for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
1417               {
1418                 df_ref def = *def_rec;
1419                 unsigned int dregno = DF_REF_REGNO (def);
1420                 if (dregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1421                   {
1422                     unsigned int i;
1423                     enum machine_mode mode = GET_MODE (DF_REF_REAL_REG (def));
1424                     unsigned int end = dregno
1425                       + hard_regno_nregs[dregno][mode] - 1;
1426
1427                     for (i = dregno; i <= end; ++i)
1428                       regs_asm_clobbered[i] = 1;
1429                   }
1430               }
1431         }
1432     }
1433 }
1434
1435
1436 /* Set up ELIMINABLE_REGSET, IRA_NO_ALLOC_REGS, and REGS_EVER_LIVE.  */
1437 void
1438 ira_setup_eliminable_regset (void)
1439 {
1440   /* Like regs_ever_live, but 1 if a reg is set or clobbered from an
1441      asm.  Unlike regs_ever_live, elements of this array corresponding
1442      to eliminable regs (like the frame pointer) are set if an asm
1443      sets them.  */
1444   char *regs_asm_clobbered
1445     = (char *) alloca (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (char));
1446 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1447   int i;
1448   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
1449 #endif
1450   /* FIXME: If EXIT_IGNORE_STACK is set, we will not save and restore
1451      sp for alloca.  So we can't eliminate the frame pointer in that
1452      case.  At some point, we should improve this by emitting the
1453      sp-adjusting insns for this case.  */
1454   int need_fp
1455     = (! flag_omit_frame_pointer
1456        || (cfun->calls_alloca && EXIT_IGNORE_STACK)
1457        /* We need the frame pointer to catch stack overflow exceptions
1458           if the stack pointer is moving.  */
1459        || (flag_stack_check && STACK_CHECK_MOVING_SP)
1460        || crtl->accesses_prior_frames
1461        || crtl->stack_realign_needed
1462        || targetm.frame_pointer_required ());
1463
1464   frame_pointer_needed = need_fp;
1465
1466   COPY_HARD_REG_SET (ira_no_alloc_regs, no_unit_alloc_regs);
1467   CLEAR_HARD_REG_SET (eliminable_regset);
1468
1469   compute_regs_asm_clobbered (regs_asm_clobbered);
1470   /* Build the regset of all eliminable registers and show we can't
1471      use those that we already know won't be eliminated.  */
1472 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1473   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
1474     {
1475       bool cannot_elim
1476         = (! targetm.can_eliminate (eliminables[i].from, eliminables[i].to)
1477            || (eliminables[i].to == STACK_POINTER_REGNUM && need_fp));
1478
1479       if (! regs_asm_clobbered[eliminables[i].from])
1480         {
1481             SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, eliminables[i].from);
1482
1483             if (cannot_elim)
1484               SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, eliminables[i].from);
1485         }
1486       else if (cannot_elim)
1487         error ("%s cannot be used in asm here",
1488                reg_names[eliminables[i].from]);
1489       else
1490         df_set_regs_ever_live (eliminables[i].from, true);
1491     }
1492 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
1493   if (! regs_asm_clobbered[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM])
1494     {
1495       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1496       if (need_fp)
1497         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1498     }
1499   else if (need_fp)
1500     error ("%s cannot be used in asm here",
1501            reg_names[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM]);
1502   else
1503     df_set_regs_ever_live (HARD_FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1504 #endif
1505
1506 #else
1507   if (! regs_asm_clobbered[FRAME_POINTER_REGNUM])
1508     {
1509       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, FRAME_POINTER_REGNUM);
1510       if (need_fp)
1511         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, FRAME_POINTER_REGNUM);
1512     }
1513   else if (need_fp)
1514     error ("%s cannot be used in asm here", reg_names[FRAME_POINTER_REGNUM]);
1515   else
1516     df_set_regs_ever_live (FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1517 #endif
1518 }
1519
1520 \f
1521
1522 /* The length of the following two arrays.  */
1523 int ira_reg_equiv_len;
1524
1525 /* The element value is TRUE if the corresponding regno value is
1526    invariant.  */
1527 bool *ira_reg_equiv_invariant_p;
1528
1529 /* The element value is equiv constant of given pseudo-register or
1530    NULL_RTX.  */
1531 rtx *ira_reg_equiv_const;
1532
1533 /* Set up the two arrays declared above.  */
1534 static void
1535 find_reg_equiv_invariant_const (void)
1536 {
1537   int i;
1538   bool invariant_p;
1539   rtx list, insn, note, constant, x;
1540
1541   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1542     {
1543       constant = NULL_RTX;
1544       invariant_p = false;
1545       for (list = reg_equiv_init[i]; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
1546         {
1547           insn = XEXP (list, 0);
1548           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1549
1550           if (note == NULL_RTX)
1551             continue;
1552
1553           x = XEXP (note, 0);
1554
1555           if (! function_invariant_p (x)
1556               || ! flag_pic
1557               /* A function invariant is often CONSTANT_P but may
1558                  include a register.  We promise to only pass CONSTANT_P
1559                  objects to LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P.  */
1560               || (CONSTANT_P (x) && LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P (x)))
1561             {
1562               /* It can happen that a REG_EQUIV note contains a MEM
1563                  that is not a legitimate memory operand.  As later
1564                  stages of the reload assume that all addresses found
1565                  in the reg_equiv_* arrays were originally legitimate,
1566                  we ignore such REG_EQUIV notes.  */
1567               if (memory_operand (x, VOIDmode))
1568                 invariant_p = MEM_READONLY_P (x);
1569               else if (function_invariant_p (x))
1570                 {
1571                   if (GET_CODE (x) == PLUS
1572                       || x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
1573                     invariant_p = true;
1574                   else
1575                     constant = x;
1576                 }
1577             }
1578         }
1579       ira_reg_equiv_invariant_p[i] = invariant_p;
1580       ira_reg_equiv_const[i] = constant;
1581     }
1582 }
1583
1584 \f
1585
1586 /* Vector of substitutions of register numbers,
1587    used to map pseudo regs into hardware regs.
1588    This is set up as a result of register allocation.
1589    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
1590    or is -1 if no hard reg was assigned.
1591    If N is a hard reg number, element N is N.  */
1592 short *reg_renumber;
1593
1594 /* Set up REG_RENUMBER and CALLER_SAVE_NEEDED (used by reload) from
1595    the allocation found by IRA.  */
1596 static void
1597 setup_reg_renumber (void)
1598 {
1599   int regno, hard_regno;
1600   ira_allocno_t a;
1601   ira_allocno_iterator ai;
1602
1603   caller_save_needed = 0;
1604   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1605     {
1606       /* There are no caps at this point.  */
1607       ira_assert (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) == NULL);
1608       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1609         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1610            somewhere in a region.  */
1611         ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = true;
1612       ira_free_allocno_updated_costs (a);
1613       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1614       regno = (int) REGNO (ALLOCNO_REG (a));
1615       reg_renumber[regno] = (hard_regno < 0 ? -1 : hard_regno);
1616       if (hard_regno >= 0 && ALLOCNO_CALLS_CROSSED_NUM (a) != 0
1617           && ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1618                                           call_used_reg_set))
1619         {
1620           ira_assert (!optimize || flag_caller_saves
1621                       || regno >= ira_reg_equiv_len
1622                       || ira_reg_equiv_const[regno]
1623                       || ira_reg_equiv_invariant_p[regno]);
1624           caller_save_needed = 1;
1625         }
1626     }
1627 }
1628
1629 /* Set up allocno assignment flags for further allocation
1630    improvements.  */
1631 static void
1632 setup_allocno_assignment_flags (void)
1633 {
1634   int hard_regno;
1635   ira_allocno_t a;
1636   ira_allocno_iterator ai;
1637
1638   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1639     {
1640       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1641         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1642            somewhere in a region.  */
1643         ira_free_allocno_updated_costs (a);
1644       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1645       /* Don't assign hard registers to allocnos which are destination
1646          of removed store at the end of loop.  It has no sense to keep
1647          the same value in different hard registers.  It is also
1648          impossible to assign hard registers correctly to such
1649          allocnos because the cost info and info about intersected
1650          calls are incorrect for them.  */
1651       ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = (hard_regno >= 0
1652                                 || ALLOCNO_MEM_OPTIMIZED_DEST_P (a)
1653                                 || (ALLOCNO_MEMORY_COST (a)
1654                                     - ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a)) < 0);
1655       ira_assert (hard_regno < 0
1656                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1657                                                   reg_class_contents
1658                                                   [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1659     }
1660 }
1661
1662 /* Evaluate overall allocation cost and the costs for using hard
1663    registers and memory for allocnos.  */
1664 static void
1665 calculate_allocation_cost (void)
1666 {
1667   int hard_regno, cost;
1668   ira_allocno_t a;
1669   ira_allocno_iterator ai;
1670
1671   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
1672   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1673     {
1674       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1675       ira_assert (hard_regno < 0
1676                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p
1677                        (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1678                         reg_class_contents[ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1679       if (hard_regno < 0)
1680         {
1681           cost = ALLOCNO_MEMORY_COST (a);
1682           ira_mem_cost += cost;
1683         }
1684       else if (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a) != NULL)
1685         {
1686           cost = (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a)
1687                   [ira_class_hard_reg_index
1688                    [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)][hard_regno]]);
1689           ira_reg_cost += cost;
1690         }
1691       else
1692         {
1693           cost = ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a);
1694           ira_reg_cost += cost;
1695         }
1696       ira_overall_cost += cost;
1697     }
1698
1699   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
1700     {
1701       fprintf (ira_dump_file,
1702                "+++Costs: overall %d, reg %d, mem %d, ld %d, st %d, move %d\n",
1703                ira_overall_cost, ira_reg_cost, ira_mem_cost,
1704                ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost);
1705       fprintf (ira_dump_file, "+++       move loops %d, new jumps %d\n",
1706                ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num);
1707     }
1708
1709 }
1710
1711 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1712 /* Check the correctness of the allocation.  We do need this because
1713    of complicated code to transform more one region internal
1714    representation into one region representation.  */
1715 static void
1716 check_allocation (void)
1717 {
1718   ira_allocno_t a, conflict_a;
1719   int hard_regno, conflict_hard_regno, nregs, conflict_nregs;
1720   ira_allocno_conflict_iterator aci;
1721   ira_allocno_iterator ai;
1722
1723   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1724     {
1725       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL
1726           || (hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a)) < 0)
1727         continue;
1728       nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][ALLOCNO_MODE (a)];
1729       FOR_EACH_ALLOCNO_CONFLICT (a, conflict_a, aci)
1730         if ((conflict_hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (conflict_a)) >= 0)
1731           {
1732             conflict_nregs
1733               = (hard_regno_nregs
1734                  [conflict_hard_regno][ALLOCNO_MODE (conflict_a)]);
1735             if ((conflict_hard_regno <= hard_regno
1736                  && hard_regno < conflict_hard_regno + conflict_nregs)
1737                 || (hard_regno <= conflict_hard_regno
1738                     && conflict_hard_regno < hard_regno + nregs))
1739               {
1740                 fprintf (stderr, "bad allocation for %d and %d\n",
1741                          ALLOCNO_REGNO (a), ALLOCNO_REGNO (conflict_a));
1742                 gcc_unreachable ();
1743               }
1744           }
1745     }
1746 }
1747 #endif
1748
1749 /* Fix values of array REG_EQUIV_INIT after live range splitting done
1750    by IRA.  */
1751 static void
1752 fix_reg_equiv_init (void)
1753 {
1754   int max_regno = max_reg_num ();
1755   int i, new_regno;
1756   rtx x, prev, next, insn, set;
1757
1758   if (reg_equiv_init_size < max_regno)
1759     {
1760       reg_equiv_init
1761         = (rtx *) ggc_realloc (reg_equiv_init, max_regno * sizeof (rtx));
1762       while (reg_equiv_init_size < max_regno)
1763         reg_equiv_init[reg_equiv_init_size++] = NULL_RTX;
1764       for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1765         for (prev = NULL_RTX, x = reg_equiv_init[i]; x != NULL_RTX; x = next)
1766           {
1767             next = XEXP (x, 1);
1768             insn = XEXP (x, 0);
1769             set = single_set (insn);
1770             ira_assert (set != NULL_RTX
1771                         && (REG_P (SET_DEST (set)) || REG_P (SET_SRC (set))));
1772             if (REG_P (SET_DEST (set))
1773                 && ((int) REGNO (SET_DEST (set)) == i
1774                     || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_DEST (set)) == i))
1775               new_regno = REGNO (SET_DEST (set));
1776             else if (REG_P (SET_SRC (set))
1777                      && ((int) REGNO (SET_SRC (set)) == i
1778                          || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_SRC (set)) == i))
1779               new_regno = REGNO (SET_SRC (set));
1780             else
1781               gcc_unreachable ();
1782             if (new_regno == i)
1783               prev = x;
1784             else
1785               {
1786                 if (prev == NULL_RTX)
1787                   reg_equiv_init[i] = next;
1788                 else
1789                   XEXP (prev, 1) = next;
1790                 XEXP (x, 1) = reg_equiv_init[new_regno];
1791                 reg_equiv_init[new_regno] = x;
1792               }
1793           }
1794     }
1795 }
1796
1797 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1798 /* Print redundant memory-memory copies.  */
1799 static void
1800 print_redundant_copies (void)
1801 {
1802   int hard_regno;
1803   ira_allocno_t a;
1804   ira_copy_t cp, next_cp;
1805   ira_allocno_iterator ai;
1806
1807   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1808     {
1809       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL)
1810         /* It is a cap. */
1811         continue;
1812       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1813       if (hard_regno >= 0)
1814         continue;
1815       for (cp = ALLOCNO_COPIES (a); cp != NULL; cp = next_cp)
1816         if (cp->first == a)
1817           next_cp = cp->next_first_allocno_copy;
1818         else
1819           {
1820             next_cp = cp->next_second_allocno_copy;
1821             if (internal_flag_ira_verbose > 4 && ira_dump_file != NULL
1822                 && cp->insn != NULL_RTX
1823                 && ALLOCNO_HARD_REGNO (cp->first) == hard_regno)
1824               fprintf (ira_dump_file,
1825                        "        Redundant move from %d(freq %d):%d\n",
1826                        INSN_UID (cp->insn), cp->freq, hard_regno);
1827           }
1828     }
1829 }
1830 #endif
1831
1832 /* Setup preferred and alternative classes for new pseudo-registers
1833    created by IRA starting with START.  */
1834 static void
1835 setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos (int start)
1836 {
1837   int i, old_regno;
1838   int max_regno = max_reg_num ();
1839
1840   for (i = start; i < max_regno; i++)
1841     {
1842       old_regno = ORIGINAL_REGNO (regno_reg_rtx[i]);
1843       ira_assert (i != old_regno);
1844       setup_reg_classes (i, reg_preferred_class (old_regno),
1845                          reg_alternate_class (old_regno),
1846                          reg_cover_class (old_regno));
1847       if (internal_flag_ira_verbose > 2 && ira_dump_file != NULL)
1848         fprintf (ira_dump_file,
1849                  "    New r%d: setting preferred %s, alternative %s\n",
1850                  i, reg_class_names[reg_preferred_class (old_regno)],
1851                  reg_class_names[reg_alternate_class (old_regno)]);
1852     }
1853 }
1854
1855 \f
1856
1857 /* Regional allocation can create new pseudo-registers.  This function
1858    expands some arrays for pseudo-registers.  */
1859 static void
1860 expand_reg_info (int old_size)
1861 {
1862   int i;
1863   int size = max_reg_num ();
1864
1865   resize_reg_info ();
1866   for (i = old_size; i < size; i++)
1867     setup_reg_classes (i, GENERAL_REGS, ALL_REGS, GENERAL_REGS);
1868 }
1869
1870 /* Return TRUE if there is too high register pressure in the function.
1871    It is used to decide when stack slot sharing is worth to do.  */
1872 static bool
1873 too_high_register_pressure_p (void)
1874 {
1875   int i;
1876   enum reg_class cover_class;
1877
1878   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1879     {
1880       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
1881       if (ira_loop_tree_root->reg_pressure[cover_class] > 10000)
1882         return true;
1883     }
1884   return false;
1885 }
1886
1887 \f
1888
1889 /* Indicate that hard register number FROM was eliminated and replaced with
1890    an offset from hard register number TO.  The status of hard registers live
1891    at the start of a basic block is updated by replacing a use of FROM with
1892    a use of TO.  */
1893
1894 void
1895 mark_elimination (int from, int to)
1896 {
1897   basic_block bb;
1898
1899   FOR_EACH_BB (bb)
1900     {
1901       /* We don't use LIVE info in IRA.  */
1902       bitmap r = DF_LR_IN (bb);
1903
1904       if (REGNO_REG_SET_P (r, from))
1905         {
1906           CLEAR_REGNO_REG_SET (r, from);
1907           SET_REGNO_REG_SET (r, to);
1908         }
1909     }
1910 }
1911
1912 \f
1913
1914 struct equivalence
1915 {
1916   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
1917      keep track of what memory accesses might be created later,
1918      e.g. by reload.  */
1919   rtx replacement;
1920   rtx *src_p;
1921   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
1922   rtx init_insns;
1923   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
1924      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
1925   int loop_depth;
1926   /* Nonzero if this had a preexisting REG_EQUIV note.  */
1927   int is_arg_equivalence;
1928   /* Set when an attempt should be made to replace a register
1929      with the associated src_p entry.  */
1930   char replace;
1931 };
1932
1933 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
1934    structure for that register.  */
1935 static struct equivalence *reg_equiv;
1936
1937 /* Used for communication between the following two functions: contains
1938    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
1939 static rtx equiv_mem;
1940
1941 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
1942 static int equiv_mem_modified;
1943
1944 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
1945    Called via note_stores.  */
1946 static void
1947 validate_equiv_mem_from_store (rtx dest, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED,
1948                                void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1949 {
1950   if ((REG_P (dest)
1951        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
1952       || (MEM_P (dest)
1953           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
1954     equiv_mem_modified = 1;
1955 }
1956
1957 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
1958    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
1959    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
1960    CALL_INSN.
1961
1962    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
1963 static int
1964 validate_equiv_mem (rtx start, rtx reg, rtx memref)
1965 {
1966   rtx insn;
1967   rtx note;
1968
1969   equiv_mem = memref;
1970   equiv_mem_modified = 0;
1971
1972   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
1973      valid equivalence.  */
1974   if (side_effects_p (memref))
1975     return 0;
1976
1977   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
1978     {
1979       if (! INSN_P (insn))
1980         continue;
1981
1982       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
1983         return 1;
1984
1985       if (CALL_P (insn) && ! MEM_READONLY_P (memref)
1986           && ! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1987         return 0;
1988
1989       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
1990
1991       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
1992          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
1993          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
1994          the trouble.  */
1995
1996       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
1997         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
1998              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
1999             && REG_P (XEXP (note, 0))
2000             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
2001           return 0;
2002     }
2003
2004   return 0;
2005 }
2006
2007 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
2008 static int
2009 equiv_init_varies_p (rtx x)
2010 {
2011   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
2012   int i;
2013   const char *fmt;
2014
2015   switch (code)
2016     {
2017     case MEM:
2018       return !MEM_READONLY_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
2019
2020     case CONST:
2021     case CONST_INT:
2022     case CONST_DOUBLE:
2023     case CONST_FIXED:
2024     case CONST_VECTOR:
2025     case SYMBOL_REF:
2026     case LABEL_REF:
2027       return 0;
2028
2029     case REG:
2030       return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
2031
2032     case ASM_OPERANDS:
2033       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2034         return 1;
2035
2036       /* Fall through.  */
2037
2038     default:
2039       break;
2040     }
2041
2042   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2043   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2044     if (fmt[i] == 'e')
2045       {
2046         if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
2047           return 1;
2048       }
2049     else if (fmt[i] == 'E')
2050       {
2051         int j;
2052         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2053           if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
2054             return 1;
2055       }
2056
2057   return 0;
2058 }
2059
2060 /* Returns nonzero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
2061    X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
2062    which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
2063    or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
2064 static int
2065 equiv_init_movable_p (rtx x, int regno)
2066 {
2067   int i, j;
2068   const char *fmt;
2069   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2070
2071   switch (code)
2072     {
2073     case SET:
2074       return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
2075
2076     case CC0:
2077     case CLOBBER:
2078       return 0;
2079
2080     case PRE_INC:
2081     case PRE_DEC:
2082     case POST_INC:
2083     case POST_DEC:
2084     case PRE_MODIFY:
2085     case POST_MODIFY:
2086       return 0;
2087
2088     case REG:
2089       return (reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
2090               && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
2091              || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < NUM_FIXED_BLOCKS && ! rtx_varies_p (x, 0));
2092
2093     case UNSPEC_VOLATILE:
2094       return 0;
2095
2096     case ASM_OPERANDS:
2097       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2098         return 0;
2099
2100       /* Fall through.  */
2101
2102     default:
2103       break;
2104     }
2105
2106   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2107   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2108     switch (fmt[i])
2109       {
2110       case 'e':
2111         if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
2112           return 0;
2113         break;
2114       case 'E':
2115         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2116           if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
2117             return 0;
2118         break;
2119       }
2120
2121   return 1;
2122 }
2123
2124 /* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is true.  */
2125 static int
2126 contains_replace_regs (rtx x)
2127 {
2128   int i, j;
2129   const char *fmt;
2130   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2131
2132   switch (code)
2133     {
2134     case CONST_INT:
2135     case CONST:
2136     case LABEL_REF:
2137     case SYMBOL_REF:
2138     case CONST_DOUBLE:
2139     case CONST_FIXED:
2140     case CONST_VECTOR:
2141     case PC:
2142     case CC0:
2143     case HIGH:
2144       return 0;
2145
2146     case REG:
2147       return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
2148
2149     default:
2150       break;
2151     }
2152
2153   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2154   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2155     switch (fmt[i])
2156       {
2157       case 'e':
2158         if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
2159           return 1;
2160         break;
2161       case 'E':
2162         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2163           if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
2164             return 1;
2165         break;
2166       }
2167
2168   return 0;
2169 }
2170
2171 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
2172    to MEMREF.  */
2173 static int
2174 memref_referenced_p (rtx memref, rtx x)
2175 {
2176   int i, j;
2177   const char *fmt;
2178   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2179
2180   switch (code)
2181     {
2182     case CONST_INT:
2183     case CONST:
2184     case LABEL_REF:
2185     case SYMBOL_REF:
2186     case CONST_DOUBLE:
2187     case CONST_FIXED:
2188     case CONST_VECTOR:
2189     case PC:
2190     case CC0:
2191     case HIGH:
2192     case LO_SUM:
2193       return 0;
2194
2195     case REG:
2196       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
2197               && memref_referenced_p (memref,
2198                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
2199
2200     case MEM:
2201       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
2202         return 1;
2203       break;
2204
2205     case SET:
2206       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
2207          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
2208       if (MEM_P (SET_DEST (x)))
2209         {
2210           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
2211             return 1;
2212         }
2213       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
2214         return 1;
2215
2216       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
2217
2218     default:
2219       break;
2220     }
2221
2222   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2223   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2224     switch (fmt[i])
2225       {
2226       case 'e':
2227         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
2228           return 1;
2229         break;
2230       case 'E':
2231         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2232           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
2233             return 1;
2234         break;
2235       }
2236
2237   return 0;
2238 }
2239
2240 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
2241    that would be affected by a store to MEMREF.  */
2242 static int
2243 memref_used_between_p (rtx memref, rtx start, rtx end)
2244 {
2245   rtx insn;
2246
2247   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2248        insn = NEXT_INSN (insn))
2249     {
2250       if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2251         continue;
2252
2253       if (memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
2254         return 1;
2255
2256       /* Nonconst functions may access memory.  */
2257       if (CALL_P (insn) && (! RTL_CONST_CALL_P (insn)))
2258         return 1;
2259     }
2260
2261   return 0;
2262 }
2263
2264 /* Mark REG as having no known equivalence.
2265    Some instructions might have been processed before and furnished
2266    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
2267    removed.
2268    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
2269    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
2270    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
2271 static void
2272 no_equiv (rtx reg, const_rtx store ATTRIBUTE_UNUSED, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2273 {
2274   int regno;
2275   rtx list;
2276
2277   if (!REG_P (reg))
2278     return;
2279   regno = REGNO (reg);
2280   list = reg_equiv[regno].init_insns;
2281   if (list == const0_rtx)
2282     return;
2283   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
2284   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
2285   /* This doesn't matter for equivalences made for argument registers, we
2286      should keep their initialization insns.  */
2287   if (reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2288     return;
2289   reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2290   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
2291     {
2292       rtx insn = XEXP (list, 0);
2293       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
2294     }
2295 }
2296
2297 /* In DEBUG_INSN location adjust REGs from CLEARED_REGS bitmap to the
2298    equivalent replacement.  */
2299
2300 static rtx
2301 adjust_cleared_regs (rtx loc, const_rtx old_rtx ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
2302 {
2303   if (REG_P (loc))
2304     {
2305       bitmap cleared_regs = (bitmap) data;
2306       if (bitmap_bit_p (cleared_regs, REGNO (loc)))
2307         return simplify_replace_fn_rtx (*reg_equiv[REGNO (loc)].src_p,
2308                                         NULL_RTX, adjust_cleared_regs, data);
2309     }
2310   return NULL_RTX;
2311 }
2312
2313 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
2314 static int recorded_label_ref;
2315
2316 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
2317    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
2318    from a single constant).  Lower their priority for a register.
2319
2320    If such a register is only referenced once, try substituting its value
2321    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
2322    completely.
2323
2324    Initialize the REG_EQUIV_INIT array of initializing insns.
2325
2326    Return non-zero if jump label rebuilding should be done.  */
2327 static int
2328 update_equiv_regs (void)
2329 {
2330   rtx insn;
2331   basic_block bb;
2332   int loop_depth;
2333   bitmap cleared_regs;
2334
2335   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
2336      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
2337   recorded_label_ref = 0;
2338
2339   reg_equiv = XCNEWVEC (struct equivalence, max_regno);
2340   reg_equiv_init = GGC_CNEWVEC (rtx, max_regno);
2341   reg_equiv_init_size = max_regno;
2342
2343   init_alias_analysis ();
2344
2345   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
2346      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
2347      a register can be set below its use.  */
2348   FOR_EACH_BB (bb)
2349     {
2350       loop_depth = bb->loop_depth;
2351
2352       for (insn = BB_HEAD (bb);
2353            insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
2354            insn = NEXT_INSN (insn))
2355         {
2356           rtx note;
2357           rtx set;
2358           rtx dest, src;
2359           int regno;
2360
2361           if (! INSN_P (insn))
2362             continue;
2363
2364           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2365             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
2366               no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
2367
2368           set = single_set (insn);
2369
2370           /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
2371              only mark all destinations as having no known equivalence.  */
2372           if (set == 0)
2373             {
2374               note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
2375               continue;
2376             }
2377           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2378             {
2379               int i;
2380
2381               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2382                 {
2383                   rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2384                   if (part != set)
2385                     note_stores (part, no_equiv, NULL);
2386                 }
2387             }
2388
2389           dest = SET_DEST (set);
2390           src = SET_SRC (set);
2391
2392           /* See if this is setting up the equivalence between an argument
2393              register and its stack slot.  */
2394           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2395           if (note)
2396             {
2397               gcc_assert (REG_P (dest));
2398               regno = REGNO (dest);
2399
2400               /* Note that we don't want to clear reg_equiv_init even if there
2401                  are multiple sets of this register.  */
2402               reg_equiv[regno].is_arg_equivalence = 1;
2403
2404               /* Record for reload that this is an equivalencing insn.  */
2405               if (rtx_equal_p (src, XEXP (note, 0)))
2406                 reg_equiv_init[regno]
2407                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2408
2409               /* Continue normally in case this is a candidate for
2410                  replacements.  */
2411             }
2412
2413           if (!optimize)
2414             continue;
2415
2416           /* We only handle the case of a pseudo register being set
2417              once, or always to the same value.  */
2418           /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
2419              values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
2420              to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
2421              handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
2422              calculate_needs, but we traditionally work around this problem
2423              here by rejecting equivalences when the destination is in a register
2424              that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
2425              preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
2426              or use it.  */
2427
2428           if (!REG_P (dest)
2429               || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2430               || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
2431               || (CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (regno))
2432                   && MEM_P (src) && ! reg_equiv[regno].is_arg_equivalence))
2433             {
2434               /* This might be setting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
2435                  also set somewhere else to a constant.  */
2436               note_stores (set, no_equiv, NULL);
2437               continue;
2438             }
2439
2440           note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
2441
2442           /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
2443              REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
2444              there's no point creating it earlier than here.  */
2445           if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
2446             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2447
2448           /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
2449              since it represents a function call */
2450           if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
2451             note = NULL_RTX;
2452
2453           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) != 1
2454               && (! note
2455                   || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
2456                   || (reg_equiv[regno].replacement
2457                       && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
2458                                         reg_equiv[regno].replacement))))
2459             {
2460               no_equiv (dest, set, NULL);
2461               continue;
2462             }
2463           /* Record this insn as initializing this register.  */
2464           reg_equiv[regno].init_insns
2465             = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
2466
2467           /* If this register is known to be equal to a constant, record that
2468              it is always equivalent to the constant.  */
2469           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2470               && note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
2471             {
2472               rtx note_value = XEXP (note, 0);
2473               remove_note (insn, note);
2474               set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, note_value);
2475             }
2476
2477           /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
2478              of that register.  Record this insn if the register is only used once
2479              more and the equivalence value is the same as our source.
2480
2481              The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
2482              indication that it may be more efficient to actually emit the insn
2483              as written (if no registers are available, reload will substitute
2484              the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
2485              dying in this insn whose death notes would be missed.
2486
2487              If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
2488              a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
2489              MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
2490              note.  */
2491
2492           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2493
2494           if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2495               && MEM_P (SET_SRC (set))
2496               && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
2497             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, copy_rtx (SET_SRC (set)));
2498
2499           if (note)
2500             {
2501               int regno = REGNO (dest);
2502               rtx x = XEXP (note, 0);
2503
2504               /* If we haven't done so, record for reload that this is an
2505                  equivalencing insn.  */
2506               if (!reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2507                 reg_equiv_init[regno]
2508                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2509
2510               /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
2511                  We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
2512                  pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
2513                  indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
2514                  jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
2515               if (GET_CODE (x) == LABEL_REF
2516                   || (GET_CODE (x) == CONST
2517                       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
2518                       && (GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == LABEL_REF)))
2519                 recorded_label_ref = 1;
2520
2521               reg_equiv[regno].replacement = x;
2522               reg_equiv[regno].src_p = &SET_SRC (set);
2523               reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
2524
2525               /* Don't mess with things live during setjmp.  */
2526               if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
2527                 {
2528                   /* Note that the statement below does not affect the priority
2529                      in local-alloc!  */
2530                   REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
2531
2532                   /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
2533                      set once and used once, indicate that the reference may be
2534                      replaced by the equivalence we computed above.  Do this
2535                      even if the register is only used in one block so that
2536                      dependencies can be handled where the last register is
2537                      used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
2538                      and to reduce the number of registers alive across
2539                      calls.  */
2540
2541                   if (REG_N_REFS (regno) == 2
2542                       && (rtx_equal_p (x, src)
2543                           || ! equiv_init_varies_p (src))
2544                       && NONJUMP_INSN_P (insn)
2545                       && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
2546                     reg_equiv[regno].replace = 1;
2547                 }
2548             }
2549         }
2550     }
2551
2552   if (!optimize)
2553     goto out;
2554
2555   /* A second pass, to gather additional equivalences with memory.  This needs
2556      to be done after we know which registers we are going to replace.  */
2557
2558   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2559     {
2560       rtx set, src, dest;
2561       unsigned regno;
2562
2563       if (! INSN_P (insn))
2564         continue;
2565
2566       set = single_set (insn);
2567       if (! set)
2568         continue;
2569
2570       dest = SET_DEST (set);
2571       src = SET_SRC (set);
2572
2573       /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
2574          in a single basic block, see if the register is always equivalent
2575          to that memory location and if moving the store from INSN to the
2576          insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
2577          initializing insn.
2578
2579          Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
2580          REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
2581
2582          If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
2583          then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
2584          optimization may move the set of this register immediately before
2585          insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
2586          the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
2587          pseudo.  */
2588
2589       if (MEM_P (dest) && REG_P (src)
2590           && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2591           && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2592           && DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2593           && reg_equiv[regno].init_insns != 0
2594           && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
2595           && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
2596                               REG_EQUIV, NULL_RTX)
2597           && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
2598         {
2599           rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2600           if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
2601               && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn)
2602               /* Attaching a REG_EQUIV note will fail if INIT_INSN has
2603                  multiple sets.  */
2604               && set_unique_reg_note (init_insn, REG_EQUIV, copy_rtx (dest)))
2605             {
2606               /* This insn makes the equivalence, not the one initializing
2607                  the register.  */
2608               reg_equiv_init[regno]
2609                 = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, NULL_RTX);
2610               df_notes_rescan (init_insn);
2611             }
2612         }
2613     }
2614
2615   cleared_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2616   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
2617      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
2618      reference with the equivalent form.  If we can, delete the
2619      initializing reference and this register will go away.  If we
2620      can't replace the reference, and the initializing reference is
2621      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
2622      initialization just before the use, so that they are in the same
2623      basic block.  */
2624   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2625     {
2626       loop_depth = bb->loop_depth;
2627       for (insn = BB_END (bb);
2628            insn != PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
2629            insn = PREV_INSN (insn))
2630         {
2631           rtx link;
2632
2633           if (! INSN_P (insn))
2634             continue;
2635
2636           /* Don't substitute into a non-local goto, this confuses CFG.  */
2637           if (JUMP_P (insn)
2638               && find_reg_note (insn, REG_NON_LOCAL_GOTO, NULL_RTX))
2639             continue;
2640
2641           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
2642             {
2643               if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
2644                   /* Make sure this insn still refers to the register.  */
2645                   && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
2646                 {
2647                   int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
2648                   rtx equiv_insn;
2649
2650                   if (! reg_equiv[regno].replace
2651                       || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth)
2652                     continue;
2653
2654                   /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
2655                      REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
2656                      once and used once.  (If it were only set, but not used,
2657                      flow would have deleted the setting insns.)  Hence
2658                      there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
2659                   gcc_assert (reg_equiv[regno].init_insns
2660                               && !XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1));
2661                   equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2662
2663                   /* We may not move instructions that can throw, since
2664                      that changes basic block boundaries and we are not
2665                      prepared to adjust the CFG to match.  */
2666                   if (can_throw_internal (equiv_insn))
2667                     continue;
2668
2669                   if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
2670                       && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
2671                                                *(reg_equiv[regno].src_p), insn))
2672                     {
2673                       rtx equiv_link;
2674                       rtx last_link;
2675                       rtx note;
2676
2677                       /* Find the last note.  */
2678                       for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
2679                            last_link = XEXP (last_link, 1))
2680                         ;
2681
2682                       /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
2683                       equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
2684                       while (equiv_link)
2685                         {
2686                           note = equiv_link;
2687                           equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
2688                           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
2689                             {
2690                               remove_note (equiv_insn, note);
2691                               XEXP (last_link, 1) = note;
2692                               XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
2693                               last_link = note;
2694                             }
2695                         }
2696
2697                       remove_death (regno, insn);
2698                       SET_REG_N_REFS (regno, 0);
2699                       REG_FREQ (regno) = 0;
2700                       delete_insn (equiv_insn);
2701
2702                       reg_equiv[regno].init_insns
2703                         = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
2704
2705                       reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2706                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2707                     }
2708                   /* Move the initialization of the register to just before
2709                      INSN.  Update the flow information.  */
2710                   else if (prev_nondebug_insn (insn) != equiv_insn)
2711                     {
2712                       rtx new_insn;
2713
2714                       new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
2715                       REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
2716                       REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
2717                       /* Rescan it to process the notes.  */
2718                       df_insn_rescan (new_insn);
2719
2720                       /* Make sure this insn is recognized before
2721                          reload begins, otherwise
2722                          eliminate_regs_in_insn will die.  */
2723                       INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
2724
2725                       delete_insn (equiv_insn);
2726
2727                       XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
2728
2729                       REG_BASIC_BLOCK (regno) = bb->index;
2730                       REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2731                       REG_FREQ_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2732                       REG_N_THROWING_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2733                       REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
2734
2735                       if (insn == BB_HEAD (bb))
2736                         BB_HEAD (bb) = PREV_INSN (insn);
2737
2738                       reg_equiv_init[regno]
2739                         = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, new_insn, NULL_RTX);
2740                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2741                     }
2742                 }
2743             }
2744         }
2745     }
2746
2747   if (!bitmap_empty_p (cleared_regs))
2748     {
2749       FOR_EACH_BB (bb)
2750         {
2751           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_IN (bb), cleared_regs);
2752           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_OUT (bb), cleared_regs);
2753           bitmap_and_compl_into (DF_LR_IN (bb), cleared_regs);
2754           bitmap_and_compl_into (DF_LR_OUT (bb), cleared_regs);
2755         }
2756
2757       /* Last pass - adjust debug insns referencing cleared regs.  */
2758       if (MAY_HAVE_DEBUG_INSNS)
2759         for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2760           if (DEBUG_INSN_P (insn))
2761             {
2762               rtx old_loc = INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn);
2763               INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn)
2764                 = simplify_replace_fn_rtx (old_loc, NULL_RTX,
2765                                            adjust_cleared_regs,
2766                                            (void *) cleared_regs);
2767               if (old_loc != INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn))
2768                 df_insn_rescan (insn);
2769             }
2770     }
2771
2772   BITMAP_FREE (cleared_regs);
2773
2774   out:
2775   /* Clean up.  */
2776
2777   end_alias_analysis ();
2778   free (reg_equiv);
2779   return recorded_label_ref;
2780 }
2781
2782 \f
2783
2784 /* Print chain C to FILE.  */
2785 static void
2786 print_insn_chain (FILE *file, struct insn_chain *c)
2787 {
2788   fprintf (file, "insn=%d, ", INSN_UID(c->insn));
2789   bitmap_print (file, &c->live_throughout, "live_throughout: ", ", ");
2790   bitmap_print (file, &c->dead_or_set, "dead_or_set: ", "\n");
2791 }
2792
2793
2794 /* Print all reload_insn_chains to FILE.  */
2795 static void
2796 print_insn_chains (FILE *file)
2797 {
2798   struct insn_chain *c;
2799   for (c = reload_insn_chain; c ; c = c->next)
2800     print_insn_chain (file, c);
2801 }
2802
2803 /* Return true if pseudo REGNO should be added to set live_throughout
2804    or dead_or_set of the insn chains for reload consideration.  */
2805 static bool
2806 pseudo_for_reload_consideration_p (int regno)
2807 {
2808   /* Consider spilled pseudos too for IRA because they still have a
2809      chance to get hard-registers in the reload when IRA is used.  */
2810   return (reg_renumber[regno] >= 0
2811           || (ira_conflicts_p && flag_ira_share_spill_slots));
2812 }
2813
2814 /* Init LIVE_SUBREGS[ALLOCNUM] and LIVE_SUBREGS_USED[ALLOCNUM] using
2815    REG to the number of nregs, and INIT_VALUE to get the
2816    initialization.  ALLOCNUM need not be the regno of REG.  */
2817 static void
2818 init_live_subregs (bool init_value, sbitmap *live_subregs,
2819                    int *live_subregs_used, int allocnum, rtx reg)
2820 {
2821   unsigned int regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
2822   int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (regno_reg_rtx[regno]));
2823
2824   gcc_assert (size > 0);
2825
2826   /* Been there, done that.  */
2827   if (live_subregs_used[allocnum])
2828     return;
2829
2830   /* Create a new one with zeros.  */
2831   if (live_subregs[allocnum] == NULL)
2832     live_subregs[allocnum] = sbitmap_alloc (size);
2833
2834   /* If the entire reg was live before blasting into subregs, we need
2835      to init all of the subregs to ones else init to 0.  */
2836   if (init_value)
2837     sbitmap_ones (live_subregs[allocnum]);
2838   else
2839     sbitmap_zero (live_subregs[allocnum]);
2840
2841   /* Set the number of bits that we really want.  */
2842   live_subregs_used[allocnum] = size;
2843 }
2844
2845 /* Walk the insns of the current function and build reload_insn_chain,
2846    and record register life information.  */
2847 static void
2848 build_insn_chain (void)
2849 {
2850   unsigned int i;
2851   struct insn_chain **p = &reload_insn_chain;
2852   basic_block bb;
2853   struct insn_chain *c = NULL;
2854   struct insn_chain *next = NULL;
2855   bitmap live_relevant_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2856   bitmap elim_regset = BITMAP_ALLOC (NULL);
2857   /* live_subregs is a vector used to keep accurate information about
2858      which hardregs are live in multiword pseudos.  live_subregs and
2859      live_subregs_used are indexed by pseudo number.  The live_subreg
2860      entry for a particular pseudo is only used if the corresponding
2861      element is non zero in live_subregs_used.  The value in
2862      live_subregs_used is number of bytes that the pseudo can
2863      occupy.  */
2864   sbitmap *live_subregs = XCNEWVEC (sbitmap, max_regno);
2865   int *live_subregs_used = XNEWVEC (int, max_regno);
2866
2867   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2868     if (TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, i))
2869       bitmap_set_bit (elim_regset, i);
2870   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2871     {
2872       bitmap_iterator bi;
2873       rtx insn;
2874
2875       CLEAR_REG_SET (live_relevant_regs);
2876       memset (live_subregs_used, 0, max_regno * sizeof (int));
2877
2878       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb), 0, i, bi)
2879         {
2880           if (i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2881             break;
2882           bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2883         }
2884
2885       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb),
2886                                 FIRST_PSEUDO_REGISTER, i, bi)
2887         {
2888           if (pseudo_for_reload_consideration_p (i))
2889             bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2890         }
2891
2892       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
2893         {
2894           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
2895             {
2896               unsigned int uid = INSN_UID (insn);
2897               df_ref *def_rec;
2898               df_ref *use_rec;
2899
2900               c = new_insn_chain ();
2901               c->next = next;
2902               next = c;
2903               *p = c;
2904               p = &c->prev;
2905
2906               c->insn = insn;
2907               c->block = bb->index;
2908
2909               if (INSN_P (insn))
2910                 for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
2911                   {
2912                     df_ref def = *def_rec;
2913                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (def);
2914
2915                     /* Ignore may clobbers because these are generated
2916                        from calls. However, every other kind of def is
2917                        added to dead_or_set.  */
2918                     if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_MAY_CLOBBER))
2919                       {
2920                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2921                           {
2922                             if (!fixed_regs[regno])
2923                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2924                           }
2925                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2926                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2927                       }
2928
2929                     if ((regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2930                          || reg_renumber[regno] >= 0
2931                          || ira_conflicts_p)
2932                         && (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_CONDITIONAL)))
2933                       {
2934                         rtx reg = DF_REF_REG (def);
2935
2936                         /* We can model subregs, but not if they are
2937                            wrapped in ZERO_EXTRACTS.  */
2938                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
2939                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_ZERO_EXTRACT))
2940                           {
2941                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
2942                             unsigned int last = start
2943                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
2944
2945                             init_live_subregs
2946                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
2947                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
2948
2949                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET
2950                                 (def, DF_REF_STRICT_LOW_PART))
2951                               {
2952                                 /* Expand the range to cover entire words.
2953                                    Bytes added here are "don't care".  */
2954                                 start
2955                                   = start / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD;
2956                                 last = ((last + UNITS_PER_WORD - 1)
2957                                         / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD);
2958                               }
2959
2960                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
2961                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
2962                               last = live_subregs_used[regno];
2963
2964                             while (start < last)
2965                               {
2966                                 RESET_BIT (live_subregs[regno], start);
2967                                 start++;
2968                               }
2969
2970                             if (sbitmap_empty_p (live_subregs[regno]))
2971                               {
2972                                 live_subregs_used[regno] = 0;
2973                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
2974                               }
2975                             else
2976                               /* Set live_relevant_regs here because
2977                                  that bit has to be true to get us to
2978                                  look at the live_subregs fields.  */
2979                               bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
2980                           }
2981                         else
2982                           {
2983                             /* DF_REF_PARTIAL is generated for
2984                                subregs, STRICT_LOW_PART, and
2985                                ZERO_EXTRACT.  We handle the subreg
2986                                case above so here we have to keep from
2987                                modeling the def as a killing def.  */
2988                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_PARTIAL))
2989                               {
2990                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
2991                                 live_subregs_used[regno] = 0;
2992                               }
2993                           }
2994                       }
2995                   }
2996
2997               bitmap_and_compl_into (live_relevant_regs, elim_regset);
2998               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
2999
3000               if (INSN_P (insn))
3001                 for (use_rec = DF_INSN_UID_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
3002                   {
3003                     df_ref use = *use_rec;
3004                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (use);
3005                     rtx reg = DF_REF_REG (use);
3006
3007                     /* DF_REF_READ_WRITE on a use means that this use
3008                        is fabricated from a def that is a partial set
3009                        to a multiword reg.  Here, we only model the
3010                        subreg case that is not wrapped in ZERO_EXTRACT
3011                        precisely so we do not need to look at the
3012                        fabricated use. */
3013                     if (DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_READ_WRITE)
3014                         && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_ZERO_EXTRACT)
3015                         && DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_SUBREG))
3016                       continue;
3017
3018                     /* Add the last use of each var to dead_or_set.  */
3019                     if (!bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno))
3020                       {
3021                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3022                           {
3023                             if (!fixed_regs[regno])
3024                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3025                           }
3026                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
3027                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3028                       }
3029
3030                     if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
3031                         || pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
3032                       {
3033                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
3034                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use,
3035                                                      DF_REF_SIGN_EXTRACT
3036                                                      | DF_REF_ZERO_EXTRACT))
3037                           {
3038                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
3039                             unsigned int last = start
3040                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
3041
3042                             init_live_subregs
3043                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
3044                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
3045
3046                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
3047                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
3048                               last = live_subregs_used[regno];
3049
3050                             while (start < last)
3051                               {
3052                                 SET_BIT (live_subregs[regno], start);
3053                                 start++;
3054                               }
3055                           }
3056                         else
3057                           /* Resetting the live_subregs_used is
3058                              effectively saying do not use the subregs
3059                              because we are reading the whole
3060                              pseudo.  */
3061                           live_subregs_used[regno] = 0;
3062                         bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
3063                       }
3064                   }
3065             }
3066         }
3067
3068       /* FIXME!! The following code is a disaster.  Reload needs to see the
3069          labels and jump tables that are just hanging out in between
3070          the basic blocks.  See pr33676.  */
3071       insn = BB_HEAD (bb);
3072
3073       /* Skip over the barriers and cruft.  */
3074       while (insn && (BARRIER_P (insn) || NOTE_P (insn)
3075                       || BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb))
3076         insn = PREV_INSN (insn);
3077
3078       /* While we add anything except barriers and notes, the focus is
3079          to get the labels and jump tables into the
3080          reload_insn_chain.  */
3081       while (insn)
3082         {
3083           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
3084             {
3085               if (BLOCK_FOR_INSN (insn))
3086                 break;
3087
3088               c = new_insn_chain ();
3089               c->next = next;
3090               next = c;
3091               *p = c;
3092               p = &c->prev;
3093
3094               /* The block makes no sense here, but it is what the old
3095                  code did.  */
3096               c->block = bb->index;
3097               c->insn = insn;
3098               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
3099             }
3100           insn = PREV_INSN (insn);
3101         }
3102     }
3103
3104   for (i = 0; i < (unsigned int) max_regno; i++)
3105     if (live_subregs[i])
3106       free (live_subregs[i]);
3107
3108   reload_insn_chain = c;
3109   *p = NULL;
3110
3111   free (live_subregs);
3112   free (live_subregs_used);
3113   BITMAP_FREE (live_relevant_regs);
3114   BITMAP_FREE (elim_regset);
3115
3116   if (dump_file)
3117     print_insn_chains (dump_file);
3118 }
3119
3120 \f
3121
3122 /* All natural loops.  */
3123 struct loops ira_loops;
3124
3125 /* True if we have allocno conflicts.  It is false for non-optimized
3126    mode or when the conflict table is too big.  */
3127 bool ira_conflicts_p;
3128
3129 /* This is the main entry of IRA.  */
3130 static void
3131 ira (FILE *f)
3132 {
3133   int overall_cost_before, allocated_reg_info_size;
3134   bool loops_p;
3135   int max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit;
3136   int rebuild_p;
3137   int saved_flag_ira_share_spill_slots;
3138   basic_block bb;
3139
3140   timevar_push (TV_IRA);
3141
3142   if (flag_caller_saves)
3143     init_caller_save ();
3144
3145   if (flag_ira_verbose < 10)
3146     {
3147       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose;
3148       ira_dump_file = f;
3149     }
3150   else
3151     {
3152       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose - 10;
3153       ira_dump_file = stderr;
3154     }
3155
3156   ira_conflicts_p = optimize > 0;
3157   setup_prohibited_mode_move_regs ();
3158
3159   df_note_add_problem ();
3160
3161   if (optimize == 1)
3162     {
3163       df_live_add_problem ();
3164       df_live_set_all_dirty ();
3165     }
3166 #ifdef ENABLE_CHECKING
3167   df->changeable_flags |= DF_VERIFY_SCHEDULED;
3168 #endif
3169   df_analyze ();
3170   df_clear_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3171   regstat_init_n_sets_and_refs ();
3172   regstat_compute_ri ();
3173
3174   /* If we are not optimizing, then this is the only place before
3175      register allocation where dataflow is done.  And that is needed
3176      to generate these warnings.  */
3177   if (warn_clobbered)
3178     generate_setjmp_warnings ();
3179
3180   /* Determine if the current function is a leaf before running IRA
3181      since this can impact optimizations done by the prologue and
3182      epilogue thus changing register elimination offsets.  */
3183   current_function_is_leaf = leaf_function_p ();
3184
3185   if (resize_reg_info () && flag_ira_loop_pressure)
3186     ira_set_pseudo_classes (ira_dump_file);
3187
3188   rebuild_p = update_equiv_regs ();
3189
3190 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3191   gcc_obstack_init (&ira_obstack);
3192 #endif
3193   bitmap_obstack_initialize (&ira_bitmap_obstack);
3194   if (optimize)
3195     {
3196       max_regno = max_reg_num ();
3197       ira_reg_equiv_len = max_regno;
3198       ira_reg_equiv_invariant_p
3199         = (bool *) ira_allocate (max_regno * sizeof (bool));
3200       memset (ira_reg_equiv_invariant_p, 0, max_regno * sizeof (bool));
3201       ira_reg_equiv_const = (rtx *) ira_allocate (max_regno * sizeof (rtx));
3202       memset (ira_reg_equiv_const, 0, max_regno * sizeof (rtx));
3203       find_reg_equiv_invariant_const ();
3204       if (rebuild_p)
3205         {
3206           timevar_push (TV_JUMP);
3207           rebuild_jump_labels (get_insns ());
3208           purge_all_dead_edges ();
3209           timevar_pop (TV_JUMP);
3210         }
3211     }
3212
3213   max_regno_before_ira = allocated_reg_info_size = max_reg_num ();
3214   ira_setup_eliminable_regset ();
3215
3216   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
3217   ira_load_cost = ira_store_cost = ira_shuffle_cost = 0;
3218   ira_move_loops_num = ira_additional_jumps_num = 0;
3219
3220   ira_assert (current_loops == NULL);
3221   flow_loops_find (&ira_loops);
3222   record_loop_exits ();
3223   current_loops = &ira_loops;
3224
3225   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3226     fprintf (ira_dump_file, "Building IRA IR\n");
3227   loops_p = ira_build (optimize
3228                        && (flag_ira_region == IRA_REGION_ALL
3229                            || flag_ira_region == IRA_REGION_MIXED));
3230
3231   ira_assert (ira_conflicts_p || !loops_p);
3232
3233   saved_flag_ira_share_spill_slots = flag_ira_share_spill_slots;
3234   if (too_high_register_pressure_p ())
3235     /* It is just wasting compiler's time to pack spilled pseudos into
3236        stack slots in this case -- prohibit it.  */
3237     flag_ira_share_spill_slots = FALSE;
3238
3239   ira_color ();
3240
3241   ira_max_point_before_emit = ira_max_point;
3242
3243   ira_emit (loops_p);
3244
3245   if (ira_conflicts_p)
3246     {
3247       max_regno = max_reg_num ();
3248
3249       if (! loops_p)
3250         ira_initiate_assign ();
3251       else
3252         {
3253           expand_reg_info (allocated_reg_info_size);
3254           setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos
3255             (allocated_reg_info_size);
3256           allocated_reg_info_size = max_regno;
3257
3258           if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3259             fprintf (ira_dump_file, "Flattening IR\n");
3260           ira_flattening (max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit);
3261           /* New insns were generated: add notes and recalculate live
3262              info.  */
3263           df_analyze ();
3264
3265           flow_loops_find (&ira_loops);
3266           record_loop_exits ();
3267           current_loops = &ira_loops;
3268
3269           setup_allocno_assignment_flags ();
3270           ira_initiate_assign ();
3271           ira_reassign_conflict_allocnos (max_regno);
3272         }
3273     }
3274
3275   setup_reg_renumber ();
3276
3277   calculate_allocation_cost ();
3278
3279 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3280   if (ira_conflicts_p)
3281     check_allocation ();
3282 #endif
3283
3284   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
3285   max_regno = max_reg_num ();
3286
3287   /* And the reg_equiv_memory_loc array.  */
3288   VEC_safe_grow (rtx, gc, reg_equiv_memory_loc_vec, max_regno);
3289   memset (VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec), 0,
3290           sizeof (rtx) * max_regno);
3291   reg_equiv_memory_loc = VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec);
3292
3293   if (max_regno != max_regno_before_ira)
3294     {
3295       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3296       regstat_free_ri ();
3297       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3298       regstat_compute_ri ();
3299     }
3300
3301   allocate_initial_values (reg_equiv_memory_loc);
3302
3303   overall_cost_before = ira_overall_cost;
3304   if (ira_conflicts_p)
3305     {
3306       fix_reg_equiv_init ();
3307
3308 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3309       print_redundant_copies ();
3310 #endif
3311
3312       ira_spilled_reg_stack_slots_num = 0;
3313       ira_spilled_reg_stack_slots
3314         = ((struct ira_spilled_reg_stack_slot *)
3315            ira_allocate (max_regno
3316                          * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot)));
3317       memset (ira_spilled_reg_stack_slots, 0,
3318               max_regno * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot));
3319     }
3320
3321   timevar_pop (TV_IRA);
3322
3323   timevar_push (TV_RELOAD);
3324   df_set_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3325   build_insn_chain ();
3326
3327   reload_completed = !reload (get_insns (), ira_conflicts_p);
3328
3329   finish_subregs_of_mode ();
3330
3331   timevar_pop (TV_RELOAD);
3332
3333   timevar_push (TV_IRA);
3334
3335   if (ira_conflicts_p)
3336     {
3337       ira_free (ira_spilled_reg_stack_slots);
3338
3339       ira_finish_assign ();
3340
3341     }
3342   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL
3343       && overall_cost_before != ira_overall_cost)
3344     fprintf (ira_dump_file, "+++Overall after reload %d\n", ira_overall_cost);
3345   ira_destroy ();
3346
3347   flag_ira_share_spill_slots = saved_flag_ira_share_spill_slots;
3348
3349   flow_loops_free (&ira_loops);
3350   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3351   FOR_ALL_BB (bb)
3352     bb->loop_father = NULL;
3353   current_loops = NULL;
3354
3355   regstat_free_ri ();
3356   regstat_free_n_sets_and_refs ();
3357
3358   if (optimize)
3359     {
3360       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
3361
3362       ira_free (ira_reg_equiv_invariant_p);
3363       ira_free (ira_reg_equiv_const);
3364     }
3365
3366   bitmap_obstack_release (&ira_bitmap_obstack);
3367 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3368   obstack_free (&ira_obstack, NULL);
3369 #endif
3370
3371   /* The code after the reload has changed so much that at this point
3372      we might as well just rescan everything.  Not that
3373      df_rescan_all_insns is not going to help here because it does not
3374      touch the artificial uses and defs.  */
3375   df_finish_pass (true);
3376   if (optimize > 1)
3377     df_live_add_problem ();
3378   df_scan_alloc (NULL);
3379   df_scan_blocks ();
3380
3381   if (optimize)
3382     df_analyze ();
3383
3384   timevar_pop (TV_IRA);
3385 }
3386
3387 \f
3388
3389 static bool
3390 gate_ira (void)
3391 {
3392   return true;
3393 }
3394
3395 /* Run the integrated register allocator.  */
3396 static unsigned int
3397 rest_of_handle_ira (void)
3398 {
3399   ira (dump_file);
3400   return 0;
3401 }
3402
3403 struct rtl_opt_pass pass_ira =
3404 {
3405  {
3406   RTL_PASS,
3407   "ira",                                /* name */
3408   gate_ira,                             /* gate */
3409   rest_of_handle_ira,                   /* execute */
3410   NULL,                                 /* sub */
3411   NULL,                                 /* next */
3412   0,                                    /* static_pass_number */
3413   TV_NONE,                              /* tv_id */
3414   0,                                    /* properties_required */
3415   0,                                    /* properties_provided */
3416   0,                                    /* properties_destroyed */
3417   0,                                    /* todo_flags_start */
3418   TODO_dump_func |
3419   TODO_ggc_collect                      /* todo_flags_finish */
3420  }
3421 };