OSDN Git Service

943b06bd391a1a0b64188a17943fb312800e8faf
[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 "diagnostic-core.h"
323 #include "integrate.h"
324 #include "ggc.h"
325 #include "ira-int.h"
326
327
328 struct target_ira default_target_ira;
329 struct target_ira_int default_target_ira_int;
330 #if SWITCHABLE_TARGET
331 struct target_ira *this_target_ira = &default_target_ira;
332 struct target_ira_int *this_target_ira_int = &default_target_ira_int;
333 #endif
334
335 /* A modified value of flag `-fira-verbose' used internally.  */
336 int internal_flag_ira_verbose;
337
338 /* Dump file of the allocator if it is not NULL.  */
339 FILE *ira_dump_file;
340
341 /* The number of elements in the following array.  */
342 int ira_spilled_reg_stack_slots_num;
343
344 /* The following array contains info about spilled pseudo-registers
345    stack slots used in current function so far.  */
346 struct ira_spilled_reg_stack_slot *ira_spilled_reg_stack_slots;
347
348 /* Correspondingly overall cost of the allocation, cost of the
349    allocnos assigned to hard-registers, cost of the allocnos assigned
350    to memory, cost of loads, stores and register move insns generated
351    for pseudo-register live range splitting (see ira-emit.c).  */
352 int ira_overall_cost;
353 int ira_reg_cost, ira_mem_cost;
354 int ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost;
355 int ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num;
356
357 /* All registers that can be eliminated.  */
358
359 HARD_REG_SET eliminable_regset;
360
361 /* Temporary hard reg set used for a different calculation.  */
362 static HARD_REG_SET temp_hard_regset;
363
364 \f
365
366 /* The function sets up the map IRA_REG_MODE_HARD_REGSET.  */
367 static void
368 setup_reg_mode_hard_regset (void)
369 {
370   int i, m, hard_regno;
371
372   for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
373     for (hard_regno = 0; hard_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; hard_regno++)
374       {
375         CLEAR_HARD_REG_SET (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m]);
376         for (i = hard_regno_nregs[hard_regno][m] - 1; i >= 0; i--)
377           if (hard_regno + i < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
378             SET_HARD_REG_BIT (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m],
379                               hard_regno + i);
380       }
381 }
382
383 \f
384 #define no_unit_alloc_regs \
385   (this_target_ira_int->x_no_unit_alloc_regs)
386
387 /* The function sets up the three arrays declared above.  */
388 static void
389 setup_class_hard_regs (void)
390 {
391   int cl, i, hard_regno, n;
392   HARD_REG_SET processed_hard_reg_set;
393
394   ira_assert (SHRT_MAX >= FIRST_PSEUDO_REGISTER);
395   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
396     {
397       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
398       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
399       CLEAR_HARD_REG_SET (processed_hard_reg_set);
400       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
401         {
402           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][0] = -1;
403           ira_class_hard_reg_index[cl][0] = -1;
404         }
405       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
406         {
407 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
408           hard_regno = reg_alloc_order[i];
409 #else
410           hard_regno = i;
411 #endif
412           if (TEST_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno))
413             continue;
414           SET_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno);
415           if (! TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, hard_regno))
416             ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = -1;
417           else
418             {
419               ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = n;
420               ira_class_hard_regs[cl][n++] = hard_regno;
421             }
422         }
423       ira_class_hard_regs_num[cl] = n;
424       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
425         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, i))
426           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][n++] = i;
427       ira_assert (ira_class_hard_regs_num[cl] == n);
428     }
429 }
430
431 /* Set up IRA_AVAILABLE_CLASS_REGS.  */
432 static void
433 setup_available_class_regs (void)
434 {
435   int i, j;
436
437   memset (ira_available_class_regs, 0, sizeof (ira_available_class_regs));
438   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
439     {
440       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
441       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
442       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
443         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, j))
444           ira_available_class_regs[i]++;
445     }
446 }
447
448 /* Set up global variables defining info about hard registers for the
449    allocation.  These depend on USE_HARD_FRAME_P whose TRUE value means
450    that we can use the hard frame pointer for the allocation.  */
451 static void
452 setup_alloc_regs (bool use_hard_frame_p)
453 {
454 #ifdef ADJUST_REG_ALLOC_ORDER
455   ADJUST_REG_ALLOC_ORDER;
456 #endif
457   COPY_HARD_REG_SET (no_unit_alloc_regs, fixed_reg_set);
458   if (! use_hard_frame_p)
459     SET_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
460   setup_class_hard_regs ();
461   setup_available_class_regs ();
462 }
463
464 \f
465
466 /* Set up IRA_MEMORY_MOVE_COST, IRA_REGISTER_MOVE_COST.  */
467 static void
468 setup_class_subset_and_memory_move_costs (void)
469 {
470   int cl, cl2, mode;
471   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
472
473   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
474     ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
475       = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1] = SHRT_MAX;
476   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
477     {
478       if (cl != (int) NO_REGS)
479         for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
480           {
481             ira_memory_move_cost[mode][cl][0] =
482               memory_move_cost ((enum machine_mode) mode,
483                                 (enum reg_class) cl, false);
484             ira_memory_move_cost[mode][cl][1] =
485               memory_move_cost ((enum machine_mode) mode,
486                                 (enum reg_class) cl, true);
487             /* Costs for NO_REGS are used in cost calculation on the
488                1st pass when the preferred register classes are not
489                known yet.  In this case we take the best scenario.  */
490             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
491                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][0])
492               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
493                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][0];
494             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
495                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][1])
496               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
497                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][1];
498           }
499       for (cl2 = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl2 >= 0; cl2--)
500         {
501           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
502           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
503           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
504           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
505           ira_class_subset_p[cl][cl2]
506             = hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2);
507         }
508     }
509 }
510
511 \f
512
513 /* Define the following macro if allocation through malloc if
514    preferable.  */
515 #define IRA_NO_OBSTACK
516
517 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
518 /* Obstack used for storing all dynamic data (except bitmaps) of the
519    IRA.  */
520 static struct obstack ira_obstack;
521 #endif
522
523 /* Obstack used for storing all bitmaps of the IRA.  */
524 static struct bitmap_obstack ira_bitmap_obstack;
525
526 /* Allocate memory of size LEN for IRA data.  */
527 void *
528 ira_allocate (size_t len)
529 {
530   void *res;
531
532 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
533   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
534 #else
535   res = xmalloc (len);
536 #endif
537   return res;
538 }
539
540 /* Reallocate memory PTR of size LEN for IRA data.  */
541 void *
542 ira_reallocate (void *ptr, size_t len)
543 {
544   void *res;
545
546 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
547   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
548 #else
549   res = xrealloc (ptr, len);
550 #endif
551   return res;
552 }
553
554 /* Free memory ADDR allocated for IRA data.  */
555 void
556 ira_free (void *addr ATTRIBUTE_UNUSED)
557 {
558 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
559   /* do nothing */
560 #else
561   free (addr);
562 #endif
563 }
564
565
566 /* Allocate and returns bitmap for IRA.  */
567 bitmap
568 ira_allocate_bitmap (void)
569 {
570   return BITMAP_ALLOC (&ira_bitmap_obstack);
571 }
572
573 /* Free bitmap B allocated for IRA.  */
574 void
575 ira_free_bitmap (bitmap b ATTRIBUTE_UNUSED)
576 {
577   /* do nothing */
578 }
579
580 \f
581
582 /* Output information about allocation of all allocnos (except for
583    caps) into file F.  */
584 void
585 ira_print_disposition (FILE *f)
586 {
587   int i, n, max_regno;
588   ira_allocno_t a;
589   basic_block bb;
590
591   fprintf (f, "Disposition:");
592   max_regno = max_reg_num ();
593   for (n = 0, i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
594     for (a = ira_regno_allocno_map[i];
595          a != NULL;
596          a = ALLOCNO_NEXT_REGNO_ALLOCNO (a))
597       {
598         if (n % 4 == 0)
599           fprintf (f, "\n");
600         n++;
601         fprintf (f, " %4d:r%-4d", ALLOCNO_NUM (a), ALLOCNO_REGNO (a));
602         if ((bb = ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->bb) != NULL)
603           fprintf (f, "b%-3d", bb->index);
604         else
605           fprintf (f, "l%-3d", ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->loop->num);
606         if (ALLOCNO_HARD_REGNO (a) >= 0)
607           fprintf (f, " %3d", ALLOCNO_HARD_REGNO (a));
608         else
609           fprintf (f, " mem");
610       }
611   fprintf (f, "\n");
612 }
613
614 /* Outputs information about allocation of all allocnos into
615    stderr.  */
616 void
617 ira_debug_disposition (void)
618 {
619   ira_print_disposition (stderr);
620 }
621
622 \f
623 #define alloc_reg_class_subclasses \
624   (this_target_ira_int->x_alloc_reg_class_subclasses)
625
626 /* Initialize the table of subclasses of each reg class.  */
627 static void
628 setup_reg_subclasses (void)
629 {
630   int i, j;
631   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
632
633   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
634     for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
635       alloc_reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
636
637   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
638     {
639       if (i == (int) NO_REGS)
640         continue;
641
642       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
643       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
644       if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
645         continue;
646       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
647         if (i != j)
648           {
649             enum reg_class *p;
650
651             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
652             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
653             if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
654                                          temp_hard_regset2))
655               continue;
656             p = &alloc_reg_class_subclasses[j][0];
657             while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
658             *p = (enum reg_class) i;
659           }
660     }
661 }
662
663 \f
664
665 /* Set the four global variables defined above.  */
666 static void
667 setup_cover_and_important_classes (void)
668 {
669   int i, j, n, cl;
670   bool set_p;
671   const reg_class_t *cover_classes;
672   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
673   static enum reg_class classes[LIM_REG_CLASSES + 1];
674
675   if (targetm.ira_cover_classes == NULL)
676     cover_classes = NULL;
677   else
678     cover_classes = targetm.ira_cover_classes ();
679   if (cover_classes == NULL)
680     ira_assert (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY);
681   else
682     {
683       for (i = 0; (cl = cover_classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
684         classes[i] = (enum reg_class) cl;
685       classes[i] = LIM_REG_CLASSES;
686     }
687
688   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
689     {
690       n = 0;
691       for (i = 0; i <= LIM_REG_CLASSES; i++)
692         {
693           if (i == NO_REGS)
694             continue;
695 #ifdef CONSTRAINT_NUM_DEFINED_P
696           for (j = 0; j < CONSTRAINT__LIMIT; j++)
697             if ((int) REG_CLASS_FOR_CONSTRAINT ((enum constraint_num) j) == i)
698               break;
699           if (j < CONSTRAINT__LIMIT)
700             {
701               classes[n++] = (enum reg_class) i;
702               continue;
703             }
704 #endif
705           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
706           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
707           for (j = 0; j < LIM_REG_CLASSES; j++)
708             {
709               if (i == j)
710                 continue;
711               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
712               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
713                                       no_unit_alloc_regs);
714               if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
715                                         temp_hard_regset2))
716                     break;
717             }
718           if (j >= i)
719             classes[n++] = (enum reg_class) i;
720         }
721       classes[n] = LIM_REG_CLASSES;
722     }
723
724   ira_reg_class_cover_size = 0;
725   for (i = 0; (cl = classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
726     {
727       for (j = 0; j < i; j++)
728         if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY
729             && reg_classes_intersect_p ((enum reg_class) cl, classes[j]))
730           gcc_unreachable ();
731       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
732       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
733       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
734         ira_reg_class_cover[ira_reg_class_cover_size++] = (enum reg_class) cl;
735     }
736   ira_important_classes_num = 0;
737   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
738     {
739       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
740       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
741       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
742         {
743           set_p = false;
744           for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
745             {
746               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
747               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
748               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
749                                  reg_class_contents[ira_reg_class_cover[j]]);
750               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
751               if ((enum reg_class) cl == ira_reg_class_cover[j]
752                   || hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
753                                            temp_hard_regset2))
754                 break;
755               else if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
756                                               temp_hard_regset2))
757                 set_p = true;
758             }
759           if (set_p && j >= ira_reg_class_cover_size)
760             ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
761               = (enum reg_class) cl;
762         }
763     }
764   for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
765     ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
766       = ira_reg_class_cover[j];
767 }
768
769 /* Set up array IRA_CLASS_TRANSLATE.  */
770 static void
771 setup_class_translate (void)
772 {
773   int cl, mode;
774   enum reg_class cover_class, best_class, *cl_ptr;
775   int i, cost, min_cost, best_cost;
776
777   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
778     ira_class_translate[cl] = NO_REGS;
779
780   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
781     for (cl = 0; cl < LIM_REG_CLASSES; cl++)
782       {
783         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
784         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
785         for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
786           {
787             HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
788
789             cover_class = ira_reg_class_cover[i];
790             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
791                                reg_class_contents[cover_class]);
792             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
793             if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2))
794               ira_class_translate[cl] = cover_class;
795           }
796       }
797   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
798     {
799       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
800       if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
801         for (cl_ptr = &alloc_reg_class_subclasses[cover_class][0];
802              (cl = *cl_ptr) != LIM_REG_CLASSES;
803              cl_ptr++)
804           {
805             if (ira_class_translate[cl] == NO_REGS)
806               ira_class_translate[cl] = cover_class;
807 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
808             else
809               {
810                 COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
811                 AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
812                 if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
813                   gcc_unreachable ();
814               }
815 #endif
816           }
817       ira_class_translate[cover_class] = cover_class;
818     }
819   /* For classes which are not fully covered by a cover class (in
820      other words covered by more one cover class), use the cheapest
821      cover class.  */
822   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
823     {
824       if (cl == NO_REGS || ira_class_translate[cl] != NO_REGS)
825         continue;
826       best_class = NO_REGS;
827       best_cost = INT_MAX;
828       for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
829         {
830           cover_class = ira_reg_class_cover[i];
831           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
832                              reg_class_contents[cover_class]);
833           AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
834           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
835           if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
836             {
837               min_cost = INT_MAX;
838               for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
839                 {
840                   cost = (ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
841                           + ira_memory_move_cost[mode][cl][1]);
842                   if (min_cost > cost)
843                     min_cost = cost;
844                 }
845               if (best_class == NO_REGS || best_cost > min_cost)
846                 {
847                   best_class = cover_class;
848                   best_cost = min_cost;
849                 }
850             }
851         }
852       ira_class_translate[cl] = best_class;
853     }
854 }
855
856 /* Order numbers of cover classes in original target cover class
857    array, -1 for non-cover classes.  This is only live during
858    reorder_important_classes.  */
859 static int cover_class_order[N_REG_CLASSES];
860
861 /* The function used to sort the important classes.  */
862 static int
863 comp_reg_classes_func (const void *v1p, const void *v2p)
864 {
865   enum reg_class cl1 = *(const enum reg_class *) v1p;
866   enum reg_class cl2 = *(const enum reg_class *) v2p;
867   int diff;
868
869   cl1 = ira_class_translate[cl1];
870   cl2 = ira_class_translate[cl2];
871   if (cl1 != NO_REGS && cl2 != NO_REGS
872       && (diff = cover_class_order[cl1] - cover_class_order[cl2]) != 0)
873     return diff;
874   return (int) cl1 - (int) cl2;
875 }
876
877 /* Reorder important classes according to the order of their cover
878    classes.  */
879 static void
880 reorder_important_classes (void)
881 {
882   int i;
883
884   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
885     cover_class_order[i] = -1;
886   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
887     cover_class_order[ira_reg_class_cover[i]] = i;
888   qsort (ira_important_classes, ira_important_classes_num,
889          sizeof (enum reg_class), comp_reg_classes_func);
890 }
891
892 /* Set up the above reg class relations.  */
893 static void
894 setup_reg_class_relations (void)
895 {
896   int i, cl1, cl2, cl3;
897   HARD_REG_SET intersection_set, union_set, temp_set2;
898   bool important_class_p[N_REG_CLASSES];
899
900   memset (important_class_p, 0, sizeof (important_class_p));
901   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
902     important_class_p[ira_important_classes[i]] = true;
903   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
904     {
905       ira_reg_class_super_classes[cl1][0] = LIM_REG_CLASSES;
906       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
907         {
908           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2] = false;
909           ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = NO_REGS;
910           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
911           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
912           COPY_HARD_REG_SET (temp_set2, reg_class_contents[cl2]);
913           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
914           if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset)
915               && hard_reg_set_empty_p (temp_set2))
916             {
917               for (i = 0;; i++)
918                 {
919                   cl3 = reg_class_subclasses[cl1][i];
920                   if (cl3 == LIM_REG_CLASSES)
921                     break;
922                   if (reg_class_subset_p (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2],
923                                           (enum reg_class) cl3))
924                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
925                 }
926               ira_reg_class_union[cl1][cl2] = reg_class_subunion[cl1][cl2];
927               continue;
928             }
929           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2]
930             = hard_reg_set_intersect_p (temp_hard_regset, temp_set2);
931           if (important_class_p[cl1] && important_class_p[cl2]
932               && hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2))
933             {
934               enum reg_class *p;
935
936               p = &ira_reg_class_super_classes[cl1][0];
937               while (*p != LIM_REG_CLASSES)
938                 p++;
939               *p++ = (enum reg_class) cl2;
940               *p = LIM_REG_CLASSES;
941             }
942           ira_reg_class_union[cl1][cl2] = NO_REGS;
943           COPY_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl1]);
944           AND_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl2]);
945           AND_COMPL_HARD_REG_SET (intersection_set, no_unit_alloc_regs);
946           COPY_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl1]);
947           IOR_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl2]);
948           AND_COMPL_HARD_REG_SET (union_set, no_unit_alloc_regs);
949           for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
950             {
951               cl3 = ira_important_classes[i];
952               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl3]);
953               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
954               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, intersection_set))
955                 {
956                   COPY_HARD_REG_SET
957                     (temp_set2,
958                      reg_class_contents[(int)
959                                         ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]]);
960                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
961                   if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
962                       /* Ignore unavailable hard registers and prefer
963                          smallest class for debugging purposes.  */
964                       || (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_set2)
965                           && hard_reg_set_subset_p
966                              (reg_class_contents[cl3],
967                               reg_class_contents
968                               [(int) ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]])))
969                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
970                 }
971               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, union_set))
972                 {
973                   COPY_HARD_REG_SET
974                     (temp_set2,
975                      reg_class_contents[(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]);
976                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
977                   if (ira_reg_class_union[cl1][cl2] == NO_REGS
978                       || (hard_reg_set_subset_p (temp_set2, temp_hard_regset)
979
980                           && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
981                                                       temp_hard_regset)
982                               /* Ignore unavailable hard registers and
983                                  prefer smallest class for debugging
984                                  purposes.  */
985                               || hard_reg_set_subset_p
986                                  (reg_class_contents[cl3],
987                                   reg_class_contents
988                                   [(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]))))
989                     ira_reg_class_union[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
990                 }
991             }
992         }
993     }
994 }
995
996 /* Output all cover classes and the translation map into file F.  */
997 static void
998 print_class_cover (FILE *f)
999 {
1000   static const char *const reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
1001   int i;
1002
1003   fprintf (f, "Class cover:\n");
1004   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1005     fprintf (f, " %s", reg_class_names[ira_reg_class_cover[i]]);
1006   fprintf (f, "\nClass translation:\n");
1007   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
1008     fprintf (f, " %s -> %s\n", reg_class_names[i],
1009              reg_class_names[ira_class_translate[i]]);
1010 }
1011
1012 /* Output all cover classes and the translation map into
1013    stderr.  */
1014 void
1015 ira_debug_class_cover (void)
1016 {
1017   print_class_cover (stderr);
1018 }
1019
1020 /* Set up different arrays concerning class subsets, cover and
1021    important classes.  */
1022 static void
1023 find_reg_class_closure (void)
1024 {
1025   setup_reg_subclasses ();
1026   setup_cover_and_important_classes ();
1027   setup_class_translate ();
1028   reorder_important_classes ();
1029   setup_reg_class_relations ();
1030 }
1031
1032 \f
1033
1034 /* Set up the array above.  */
1035 static void
1036 setup_hard_regno_cover_class (void)
1037 {
1038   int i, j;
1039   enum reg_class cl;
1040
1041   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1042     {
1043       ira_hard_regno_cover_class[i] = NO_REGS;
1044       for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
1045         {
1046           cl = ira_reg_class_cover[j];
1047           if (ira_class_hard_reg_index[cl][i] >= 0)
1048             {
1049               ira_hard_regno_cover_class[i] = cl;
1050               break;
1051             }
1052         }
1053
1054     }
1055 }
1056
1057 \f
1058
1059 /* Form IRA_REG_CLASS_NREGS map.  */
1060 static void
1061 setup_reg_class_nregs (void)
1062 {
1063   int cl, m;
1064
1065   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1066     for (m = 0; m < MAX_MACHINE_MODE; m++)
1067       ira_reg_class_nregs[cl][m] = CLASS_MAX_NREGS ((enum reg_class) cl,
1068                                                     (enum machine_mode) m);
1069 }
1070
1071 \f
1072
1073 /* Set up PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS.  */
1074 static void
1075 setup_prohibited_class_mode_regs (void)
1076 {
1077   int i, j, k, hard_regno;
1078   enum reg_class cl;
1079
1080   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1081     {
1082       cl = ira_reg_class_cover[i];
1083       for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
1084         {
1085           CLEAR_HARD_REG_SET (prohibited_class_mode_regs[cl][j]);
1086           for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
1087             {
1088               hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
1089               if (! HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, (enum machine_mode) j))
1090                 SET_HARD_REG_BIT (prohibited_class_mode_regs[cl][j],
1091                                   hard_regno);
1092             }
1093         }
1094     }
1095 }
1096
1097 \f
1098
1099 /* Allocate and initialize IRA_REGISTER_MOVE_COST,
1100    IRA_MAY_MOVE_IN_COST, and IRA_MAY_MOVE_OUT_COST for MODE if it is
1101    not done yet.  */
1102 void
1103 ira_init_register_move_cost (enum machine_mode mode)
1104 {
1105   int cl1, cl2;
1106
1107   ira_assert (ira_register_move_cost[mode] == NULL
1108               && ira_may_move_in_cost[mode] == NULL
1109               && ira_may_move_out_cost[mode] == NULL);
1110   if (move_cost[mode] == NULL)
1111     init_move_cost (mode);
1112   ira_register_move_cost[mode] = move_cost[mode];
1113   /* Don't use ira_allocate because the tables exist out of scope of a
1114      IRA call.  */
1115   ira_may_move_in_cost[mode]
1116     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1117   memcpy (ira_may_move_in_cost[mode], may_move_in_cost[mode],
1118           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1119   ira_may_move_out_cost[mode]
1120     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1121   memcpy (ira_may_move_out_cost[mode], may_move_out_cost[mode],
1122           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1123   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1124     {
1125       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1126         {
1127           if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
1128             ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1129           if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
1130             ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1131         }
1132     }
1133 }
1134
1135 \f
1136
1137 /* This is called once during compiler work.  It sets up
1138    different arrays whose values don't depend on the compiled
1139    function.  */
1140 void
1141 ira_init_once (void)
1142 {
1143   int mode;
1144
1145   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1146     {
1147       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1148       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1149       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1150     }
1151   ira_init_costs_once ();
1152 }
1153
1154 /* Free ira_register_move_cost, ira_may_move_in_cost, and
1155    ira_may_move_out_cost for each mode.  */
1156 static void
1157 free_register_move_costs (void)
1158 {
1159   int mode;
1160
1161   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1162     {
1163       if (ira_may_move_in_cost[mode] != NULL)
1164         free (ira_may_move_in_cost[mode]);
1165       if (ira_may_move_out_cost[mode] != NULL)
1166         free (ira_may_move_out_cost[mode]);
1167       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1168       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1169       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1170     }
1171 }
1172
1173 /* This is called every time when register related information is
1174    changed.  */
1175 void
1176 ira_init (void)
1177 {
1178   free_register_move_costs ();
1179   setup_reg_mode_hard_regset ();
1180   setup_alloc_regs (flag_omit_frame_pointer != 0);
1181   setup_class_subset_and_memory_move_costs ();
1182   find_reg_class_closure ();
1183   setup_hard_regno_cover_class ();
1184   setup_reg_class_nregs ();
1185   setup_prohibited_class_mode_regs ();
1186   ira_init_costs ();
1187 }
1188
1189 /* Function called once at the end of compiler work.  */
1190 void
1191 ira_finish_once (void)
1192 {
1193   ira_finish_costs_once ();
1194   free_register_move_costs ();
1195 }
1196
1197 \f
1198 #define ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p \
1199   (this_target_ira_int->x_ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
1200
1201 /* Set up IRA_PROHIBITED_MODE_MOVE_REGS.  */
1202 static void
1203 setup_prohibited_mode_move_regs (void)
1204 {
1205   int i, j;
1206   rtx test_reg1, test_reg2, move_pat, move_insn;
1207
1208   if (ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
1209     return;
1210   ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = true;
1211   test_reg1 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1212   test_reg2 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1213   move_pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, test_reg1, test_reg2);
1214   move_insn = gen_rtx_INSN (VOIDmode, 0, 0, 0, 0, 0, move_pat, -1, 0);
1215   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
1216     {
1217       SET_HARD_REG_SET (ira_prohibited_mode_move_regs[i]);
1218       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
1219         {
1220           if (! HARD_REGNO_MODE_OK (j, (enum machine_mode) i))
1221             continue;
1222           SET_REGNO (test_reg1, j);
1223           PUT_MODE (test_reg1, (enum machine_mode) i);
1224           SET_REGNO (test_reg2, j);
1225           PUT_MODE (test_reg2, (enum machine_mode) i);
1226           INSN_CODE (move_insn) = -1;
1227           recog_memoized (move_insn);
1228           if (INSN_CODE (move_insn) < 0)
1229             continue;
1230           extract_insn (move_insn);
1231           if (! constrain_operands (1))
1232             continue;
1233           CLEAR_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_mode_move_regs[i], j);
1234         }
1235     }
1236 }
1237
1238 \f
1239
1240 /* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading X.  */
1241 static bool
1242 ira_bad_reload_regno_1 (int regno, rtx x)
1243 {
1244   int x_regno;
1245   ira_allocno_t a;
1246   ira_object_t obj;
1247   enum reg_class pref;
1248
1249   /* We only deal with pseudo regs.  */
1250   if (! x || GET_CODE (x) != REG)
1251     return false;
1252
1253   x_regno = REGNO (x);
1254   if (x_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1255     return false;
1256
1257   /* If the pseudo prefers REGNO explicitly, then do not consider
1258      REGNO a bad spill choice.  */
1259   pref = reg_preferred_class (x_regno);
1260   if (reg_class_size[pref] == 1)
1261     return !TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[pref], regno);
1262
1263   /* If the pseudo conflicts with REGNO, then we consider REGNO a
1264      poor choice for a reload regno.  */
1265   a = ira_regno_allocno_map[x_regno];
1266   obj = ALLOCNO_OBJECT (a);
1267   if (TEST_HARD_REG_BIT (OBJECT_TOTAL_CONFLICT_HARD_REGS (obj), regno))
1268     return true;
1269
1270   return false;
1271 }
1272
1273 /* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading
1274    IN or OUT.  */
1275 bool
1276 ira_bad_reload_regno (int regno, rtx in, rtx out)
1277 {
1278   return (ira_bad_reload_regno_1 (regno, in)
1279           || ira_bad_reload_regno_1 (regno, out));
1280 }
1281
1282 /* Function specific hard registers that can not be used for the
1283    register allocation.  */
1284 HARD_REG_SET ira_no_alloc_regs;
1285
1286 /* Return TRUE if *LOC contains an asm.  */
1287 static int
1288 insn_contains_asm_1 (rtx *loc, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1289 {
1290   if ( !*loc)
1291     return FALSE;
1292   if (GET_CODE (*loc) == ASM_OPERANDS)
1293     return TRUE;
1294   return FALSE;
1295 }
1296
1297
1298 /* Return TRUE if INSN contains an ASM.  */
1299 static bool
1300 insn_contains_asm (rtx insn)
1301 {
1302   return for_each_rtx (&insn, insn_contains_asm_1, NULL);
1303 }
1304
1305 /* Add register clobbers from asm statements.  */
1306 static void
1307 compute_regs_asm_clobbered (void)
1308 {
1309   basic_block bb;
1310
1311   FOR_EACH_BB (bb)
1312     {
1313       rtx insn;
1314       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
1315         {
1316           df_ref *def_rec;
1317
1318           if (insn_contains_asm (insn))
1319             for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
1320               {
1321                 df_ref def = *def_rec;
1322                 unsigned int dregno = DF_REF_REGNO (def);
1323                 if (dregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1324                   {
1325                     unsigned int i;
1326                     enum machine_mode mode = GET_MODE (DF_REF_REAL_REG (def));
1327                     unsigned int end = dregno
1328                       + hard_regno_nregs[dregno][mode] - 1;
1329
1330                     for (i = dregno; i <= end; ++i)
1331                       SET_HARD_REG_BIT(crtl->asm_clobbers, i);
1332                   }
1333               }
1334         }
1335     }
1336 }
1337
1338
1339 /* Set up ELIMINABLE_REGSET, IRA_NO_ALLOC_REGS, and REGS_EVER_LIVE.  */
1340 void
1341 ira_setup_eliminable_regset (void)
1342 {
1343 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1344   int i;
1345   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
1346 #endif
1347   /* FIXME: If EXIT_IGNORE_STACK is set, we will not save and restore
1348      sp for alloca.  So we can't eliminate the frame pointer in that
1349      case.  At some point, we should improve this by emitting the
1350      sp-adjusting insns for this case.  */
1351   int need_fp
1352     = (! flag_omit_frame_pointer
1353        || (cfun->calls_alloca && EXIT_IGNORE_STACK)
1354        /* We need the frame pointer to catch stack overflow exceptions
1355           if the stack pointer is moving.  */
1356        || (flag_stack_check && STACK_CHECK_MOVING_SP)
1357        || crtl->accesses_prior_frames
1358        || crtl->stack_realign_needed
1359        || targetm.frame_pointer_required ());
1360
1361   frame_pointer_needed = need_fp;
1362
1363   COPY_HARD_REG_SET (ira_no_alloc_regs, no_unit_alloc_regs);
1364   CLEAR_HARD_REG_SET (eliminable_regset);
1365
1366   compute_regs_asm_clobbered ();
1367
1368   /* Build the regset of all eliminable registers and show we can't
1369      use those that we already know won't be eliminated.  */
1370 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1371   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
1372     {
1373       bool cannot_elim
1374         = (! targetm.can_eliminate (eliminables[i].from, eliminables[i].to)
1375            || (eliminables[i].to == STACK_POINTER_REGNUM && need_fp));
1376
1377       if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, eliminables[i].from))
1378         {
1379             SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, eliminables[i].from);
1380
1381             if (cannot_elim)
1382               SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, eliminables[i].from);
1383         }
1384       else if (cannot_elim)
1385         error ("%s cannot be used in asm here",
1386                reg_names[eliminables[i].from]);
1387       else
1388         df_set_regs_ever_live (eliminables[i].from, true);
1389     }
1390 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
1391   if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
1392     {
1393       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1394       if (need_fp)
1395         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1396     }
1397   else if (need_fp)
1398     error ("%s cannot be used in asm here",
1399            reg_names[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM]);
1400   else
1401     df_set_regs_ever_live (HARD_FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1402 #endif
1403
1404 #else
1405   if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
1406     {
1407       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, FRAME_POINTER_REGNUM);
1408       if (need_fp)
1409         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, FRAME_POINTER_REGNUM);
1410     }
1411   else if (need_fp)
1412     error ("%s cannot be used in asm here", reg_names[FRAME_POINTER_REGNUM]);
1413   else
1414     df_set_regs_ever_live (FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1415 #endif
1416 }
1417
1418 \f
1419
1420 /* The length of the following two arrays.  */
1421 int ira_reg_equiv_len;
1422
1423 /* The element value is TRUE if the corresponding regno value is
1424    invariant.  */
1425 bool *ira_reg_equiv_invariant_p;
1426
1427 /* The element value is equiv constant of given pseudo-register or
1428    NULL_RTX.  */
1429 rtx *ira_reg_equiv_const;
1430
1431 /* Set up the two arrays declared above.  */
1432 static void
1433 find_reg_equiv_invariant_const (void)
1434 {
1435   int i;
1436   bool invariant_p;
1437   rtx list, insn, note, constant, x;
1438
1439   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1440     {
1441       constant = NULL_RTX;
1442       invariant_p = false;
1443       for (list = reg_equiv_init[i]; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
1444         {
1445           insn = XEXP (list, 0);
1446           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1447
1448           if (note == NULL_RTX)
1449             continue;
1450
1451           x = XEXP (note, 0);
1452
1453           if (! CONSTANT_P (x)
1454               || ! flag_pic || LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P (x))
1455             {
1456               /* It can happen that a REG_EQUIV note contains a MEM
1457                  that is not a legitimate memory operand.  As later
1458                  stages of the reload assume that all addresses found
1459                  in the reg_equiv_* arrays were originally legitimate,
1460                  we ignore such REG_EQUIV notes.  */
1461               if (memory_operand (x, VOIDmode))
1462                 invariant_p = MEM_READONLY_P (x);
1463               else if (function_invariant_p (x))
1464                 {
1465                   if (GET_CODE (x) == PLUS
1466                       || x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
1467                     invariant_p = true;
1468                   else
1469                     constant = x;
1470                 }
1471             }
1472         }
1473       ira_reg_equiv_invariant_p[i] = invariant_p;
1474       ira_reg_equiv_const[i] = constant;
1475     }
1476 }
1477
1478 \f
1479
1480 /* Vector of substitutions of register numbers,
1481    used to map pseudo regs into hardware regs.
1482    This is set up as a result of register allocation.
1483    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
1484    or is -1 if no hard reg was assigned.
1485    If N is a hard reg number, element N is N.  */
1486 short *reg_renumber;
1487
1488 /* Set up REG_RENUMBER and CALLER_SAVE_NEEDED (used by reload) from
1489    the allocation found by IRA.  */
1490 static void
1491 setup_reg_renumber (void)
1492 {
1493   int regno, hard_regno;
1494   ira_allocno_t a;
1495   ira_allocno_iterator ai;
1496
1497   caller_save_needed = 0;
1498   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1499     {
1500       /* There are no caps at this point.  */
1501       ira_assert (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) == NULL);
1502       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1503         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1504            somewhere in a region.  */
1505         ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = true;
1506       ira_free_allocno_updated_costs (a);
1507       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1508       regno = (int) REGNO (ALLOCNO_REG (a));
1509       reg_renumber[regno] = (hard_regno < 0 ? -1 : hard_regno);
1510       if (hard_regno >= 0 && ALLOCNO_CALLS_CROSSED_NUM (a) != 0
1511           && ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1512                                           call_used_reg_set))
1513         {
1514           ira_assert (!optimize || flag_caller_saves
1515                       || regno >= ira_reg_equiv_len
1516                       || ira_reg_equiv_const[regno]
1517                       || ira_reg_equiv_invariant_p[regno]);
1518           caller_save_needed = 1;
1519         }
1520     }
1521 }
1522
1523 /* Set up allocno assignment flags for further allocation
1524    improvements.  */
1525 static void
1526 setup_allocno_assignment_flags (void)
1527 {
1528   int hard_regno;
1529   ira_allocno_t a;
1530   ira_allocno_iterator ai;
1531
1532   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1533     {
1534       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1535         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1536            somewhere in a region.  */
1537         ira_free_allocno_updated_costs (a);
1538       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1539       /* Don't assign hard registers to allocnos which are destination
1540          of removed store at the end of loop.  It has no sense to keep
1541          the same value in different hard registers.  It is also
1542          impossible to assign hard registers correctly to such
1543          allocnos because the cost info and info about intersected
1544          calls are incorrect for them.  */
1545       ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = (hard_regno >= 0
1546                                 || ALLOCNO_MEM_OPTIMIZED_DEST_P (a)
1547                                 || (ALLOCNO_MEMORY_COST (a)
1548                                     - ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a)) < 0);
1549       ira_assert (hard_regno < 0
1550                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1551                                                   reg_class_contents
1552                                                   [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1553     }
1554 }
1555
1556 /* Evaluate overall allocation cost and the costs for using hard
1557    registers and memory for allocnos.  */
1558 static void
1559 calculate_allocation_cost (void)
1560 {
1561   int hard_regno, cost;
1562   ira_allocno_t a;
1563   ira_allocno_iterator ai;
1564
1565   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
1566   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1567     {
1568       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1569       ira_assert (hard_regno < 0
1570                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p
1571                        (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1572                         reg_class_contents[ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1573       if (hard_regno < 0)
1574         {
1575           cost = ALLOCNO_MEMORY_COST (a);
1576           ira_mem_cost += cost;
1577         }
1578       else if (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a) != NULL)
1579         {
1580           cost = (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a)
1581                   [ira_class_hard_reg_index
1582                    [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)][hard_regno]]);
1583           ira_reg_cost += cost;
1584         }
1585       else
1586         {
1587           cost = ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a);
1588           ira_reg_cost += cost;
1589         }
1590       ira_overall_cost += cost;
1591     }
1592
1593   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
1594     {
1595       fprintf (ira_dump_file,
1596                "+++Costs: overall %d, reg %d, mem %d, ld %d, st %d, move %d\n",
1597                ira_overall_cost, ira_reg_cost, ira_mem_cost,
1598                ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost);
1599       fprintf (ira_dump_file, "+++       move loops %d, new jumps %d\n",
1600                ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num);
1601     }
1602
1603 }
1604
1605 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1606 /* Check the correctness of the allocation.  We do need this because
1607    of complicated code to transform more one region internal
1608    representation into one region representation.  */
1609 static void
1610 check_allocation (void)
1611 {
1612   ira_allocno_t a;
1613   int hard_regno, nregs;
1614   ira_allocno_iterator ai;
1615
1616   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1617     {
1618       ira_object_t obj, conflict_obj;
1619       ira_object_conflict_iterator oci;
1620
1621       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL
1622           || (hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a)) < 0)
1623         continue;
1624       nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][ALLOCNO_MODE (a)];
1625       obj = ALLOCNO_OBJECT (a);
1626       FOR_EACH_OBJECT_CONFLICT (obj, conflict_obj, oci)
1627         {
1628           ira_allocno_t conflict_a = OBJECT_ALLOCNO (conflict_obj);
1629           int conflict_hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (conflict_a);
1630           if (conflict_hard_regno >= 0)
1631             {
1632               int conflict_nregs
1633                 = (hard_regno_nregs
1634                    [conflict_hard_regno][ALLOCNO_MODE (conflict_a)]);
1635               if ((conflict_hard_regno <= hard_regno
1636                    && hard_regno < conflict_hard_regno + conflict_nregs)
1637                   || (hard_regno <= conflict_hard_regno
1638                       && conflict_hard_regno < hard_regno + nregs))
1639                 {
1640                   fprintf (stderr, "bad allocation for %d and %d\n",
1641                            ALLOCNO_REGNO (a), ALLOCNO_REGNO (conflict_a));
1642                   gcc_unreachable ();
1643                 }
1644             }
1645         }
1646     }
1647 }
1648 #endif
1649
1650 /* Fix values of array REG_EQUIV_INIT after live range splitting done
1651    by IRA.  */
1652 static void
1653 fix_reg_equiv_init (void)
1654 {
1655   int max_regno = max_reg_num ();
1656   int i, new_regno;
1657   rtx x, prev, next, insn, set;
1658
1659   if (reg_equiv_init_size < max_regno)
1660     {
1661       reg_equiv_init = GGC_RESIZEVEC (rtx, reg_equiv_init, max_regno);
1662       while (reg_equiv_init_size < max_regno)
1663         reg_equiv_init[reg_equiv_init_size++] = NULL_RTX;
1664       for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1665         for (prev = NULL_RTX, x = reg_equiv_init[i]; x != NULL_RTX; x = next)
1666           {
1667             next = XEXP (x, 1);
1668             insn = XEXP (x, 0);
1669             set = single_set (insn);
1670             ira_assert (set != NULL_RTX
1671                         && (REG_P (SET_DEST (set)) || REG_P (SET_SRC (set))));
1672             if (REG_P (SET_DEST (set))
1673                 && ((int) REGNO (SET_DEST (set)) == i
1674                     || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_DEST (set)) == i))
1675               new_regno = REGNO (SET_DEST (set));
1676             else if (REG_P (SET_SRC (set))
1677                      && ((int) REGNO (SET_SRC (set)) == i
1678                          || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_SRC (set)) == i))
1679               new_regno = REGNO (SET_SRC (set));
1680             else
1681               gcc_unreachable ();
1682             if (new_regno == i)
1683               prev = x;
1684             else
1685               {
1686                 if (prev == NULL_RTX)
1687                   reg_equiv_init[i] = next;
1688                 else
1689                   XEXP (prev, 1) = next;
1690                 XEXP (x, 1) = reg_equiv_init[new_regno];
1691                 reg_equiv_init[new_regno] = x;
1692               }
1693           }
1694     }
1695 }
1696
1697 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1698 /* Print redundant memory-memory copies.  */
1699 static void
1700 print_redundant_copies (void)
1701 {
1702   int hard_regno;
1703   ira_allocno_t a;
1704   ira_copy_t cp, next_cp;
1705   ira_allocno_iterator ai;
1706
1707   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1708     {
1709       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL)
1710         /* It is a cap. */
1711         continue;
1712       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1713       if (hard_regno >= 0)
1714         continue;
1715       for (cp = ALLOCNO_COPIES (a); cp != NULL; cp = next_cp)
1716         if (cp->first == a)
1717           next_cp = cp->next_first_allocno_copy;
1718         else
1719           {
1720             next_cp = cp->next_second_allocno_copy;
1721             if (internal_flag_ira_verbose > 4 && ira_dump_file != NULL
1722                 && cp->insn != NULL_RTX
1723                 && ALLOCNO_HARD_REGNO (cp->first) == hard_regno)
1724               fprintf (ira_dump_file,
1725                        "        Redundant move from %d(freq %d):%d\n",
1726                        INSN_UID (cp->insn), cp->freq, hard_regno);
1727           }
1728     }
1729 }
1730 #endif
1731
1732 /* Setup preferred and alternative classes for new pseudo-registers
1733    created by IRA starting with START.  */
1734 static void
1735 setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos (int start)
1736 {
1737   int i, old_regno;
1738   int max_regno = max_reg_num ();
1739
1740   for (i = start; i < max_regno; i++)
1741     {
1742       old_regno = ORIGINAL_REGNO (regno_reg_rtx[i]);
1743       ira_assert (i != old_regno);
1744       setup_reg_classes (i, reg_preferred_class (old_regno),
1745                          reg_alternate_class (old_regno),
1746                          reg_cover_class (old_regno));
1747       if (internal_flag_ira_verbose > 2 && ira_dump_file != NULL)
1748         fprintf (ira_dump_file,
1749                  "    New r%d: setting preferred %s, alternative %s\n",
1750                  i, reg_class_names[reg_preferred_class (old_regno)],
1751                  reg_class_names[reg_alternate_class (old_regno)]);
1752     }
1753 }
1754
1755 \f
1756
1757 /* Regional allocation can create new pseudo-registers.  This function
1758    expands some arrays for pseudo-registers.  */
1759 static void
1760 expand_reg_info (int old_size)
1761 {
1762   int i;
1763   int size = max_reg_num ();
1764
1765   resize_reg_info ();
1766   for (i = old_size; i < size; i++)
1767     setup_reg_classes (i, GENERAL_REGS, ALL_REGS, GENERAL_REGS);
1768 }
1769
1770 /* Return TRUE if there is too high register pressure in the function.
1771    It is used to decide when stack slot sharing is worth to do.  */
1772 static bool
1773 too_high_register_pressure_p (void)
1774 {
1775   int i;
1776   enum reg_class cover_class;
1777
1778   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1779     {
1780       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
1781       if (ira_loop_tree_root->reg_pressure[cover_class] > 10000)
1782         return true;
1783     }
1784   return false;
1785 }
1786
1787 \f
1788
1789 /* Indicate that hard register number FROM was eliminated and replaced with
1790    an offset from hard register number TO.  The status of hard registers live
1791    at the start of a basic block is updated by replacing a use of FROM with
1792    a use of TO.  */
1793
1794 void
1795 mark_elimination (int from, int to)
1796 {
1797   basic_block bb;
1798
1799   FOR_EACH_BB (bb)
1800     {
1801       /* We don't use LIVE info in IRA.  */
1802       bitmap r = DF_LR_IN (bb);
1803
1804       if (REGNO_REG_SET_P (r, from))
1805         {
1806           CLEAR_REGNO_REG_SET (r, from);
1807           SET_REGNO_REG_SET (r, to);
1808         }
1809     }
1810 }
1811
1812 \f
1813
1814 struct equivalence
1815 {
1816   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
1817      keep track of what memory accesses might be created later,
1818      e.g. by reload.  */
1819   rtx replacement;
1820   rtx *src_p;
1821   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
1822   rtx init_insns;
1823   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
1824      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
1825   int loop_depth;
1826   /* Nonzero if this had a preexisting REG_EQUIV note.  */
1827   int is_arg_equivalence;
1828   /* Set when an attempt should be made to replace a register
1829      with the associated src_p entry.  */
1830   char replace;
1831 };
1832
1833 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
1834    structure for that register.  */
1835 static struct equivalence *reg_equiv;
1836
1837 /* Used for communication between the following two functions: contains
1838    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
1839 static rtx equiv_mem;
1840
1841 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
1842 static int equiv_mem_modified;
1843
1844 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
1845    Called via note_stores.  */
1846 static void
1847 validate_equiv_mem_from_store (rtx dest, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED,
1848                                void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1849 {
1850   if ((REG_P (dest)
1851        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
1852       || (MEM_P (dest)
1853           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
1854     equiv_mem_modified = 1;
1855 }
1856
1857 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
1858    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
1859    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
1860    CALL_INSN.
1861
1862    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
1863 static int
1864 validate_equiv_mem (rtx start, rtx reg, rtx memref)
1865 {
1866   rtx insn;
1867   rtx note;
1868
1869   equiv_mem = memref;
1870   equiv_mem_modified = 0;
1871
1872   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
1873      valid equivalence.  */
1874   if (side_effects_p (memref))
1875     return 0;
1876
1877   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
1878     {
1879       if (! INSN_P (insn))
1880         continue;
1881
1882       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
1883         return 1;
1884
1885       if (CALL_P (insn) && ! MEM_READONLY_P (memref)
1886           && ! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1887         return 0;
1888
1889       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
1890
1891       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
1892          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
1893          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
1894          the trouble.  */
1895
1896       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
1897         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
1898              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
1899             && REG_P (XEXP (note, 0))
1900             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
1901           return 0;
1902     }
1903
1904   return 0;
1905 }
1906
1907 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
1908 static int
1909 equiv_init_varies_p (rtx x)
1910 {
1911   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
1912   int i;
1913   const char *fmt;
1914
1915   switch (code)
1916     {
1917     case MEM:
1918       return !MEM_READONLY_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
1919
1920     case CONST:
1921     case CONST_INT:
1922     case CONST_DOUBLE:
1923     case CONST_FIXED:
1924     case CONST_VECTOR:
1925     case SYMBOL_REF:
1926     case LABEL_REF:
1927       return 0;
1928
1929     case REG:
1930       return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
1931
1932     case ASM_OPERANDS:
1933       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1934         return 1;
1935
1936       /* Fall through.  */
1937
1938     default:
1939       break;
1940     }
1941
1942   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1943   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1944     if (fmt[i] == 'e')
1945       {
1946         if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
1947           return 1;
1948       }
1949     else if (fmt[i] == 'E')
1950       {
1951         int j;
1952         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1953           if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
1954             return 1;
1955       }
1956
1957   return 0;
1958 }
1959
1960 /* Returns nonzero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
1961    X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
1962    which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
1963    or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
1964 static int
1965 equiv_init_movable_p (rtx x, int regno)
1966 {
1967   int i, j;
1968   const char *fmt;
1969   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1970
1971   switch (code)
1972     {
1973     case SET:
1974       return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
1975
1976     case CC0:
1977     case CLOBBER:
1978       return 0;
1979
1980     case PRE_INC:
1981     case PRE_DEC:
1982     case POST_INC:
1983     case POST_DEC:
1984     case PRE_MODIFY:
1985     case POST_MODIFY:
1986       return 0;
1987
1988     case REG:
1989       return (reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
1990               && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
1991              || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < NUM_FIXED_BLOCKS && ! rtx_varies_p (x, 0));
1992
1993     case UNSPEC_VOLATILE:
1994       return 0;
1995
1996     case ASM_OPERANDS:
1997       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1998         return 0;
1999
2000       /* Fall through.  */
2001
2002     default:
2003       break;
2004     }
2005
2006   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2007   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2008     switch (fmt[i])
2009       {
2010       case 'e':
2011         if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
2012           return 0;
2013         break;
2014       case 'E':
2015         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2016           if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
2017             return 0;
2018         break;
2019       }
2020
2021   return 1;
2022 }
2023
2024 /* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is true.  */
2025 static int
2026 contains_replace_regs (rtx x)
2027 {
2028   int i, j;
2029   const char *fmt;
2030   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2031
2032   switch (code)
2033     {
2034     case CONST_INT:
2035     case CONST:
2036     case LABEL_REF:
2037     case SYMBOL_REF:
2038     case CONST_DOUBLE:
2039     case CONST_FIXED:
2040     case CONST_VECTOR:
2041     case PC:
2042     case CC0:
2043     case HIGH:
2044       return 0;
2045
2046     case REG:
2047       return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
2048
2049     default:
2050       break;
2051     }
2052
2053   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2054   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2055     switch (fmt[i])
2056       {
2057       case 'e':
2058         if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
2059           return 1;
2060         break;
2061       case 'E':
2062         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2063           if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
2064             return 1;
2065         break;
2066       }
2067
2068   return 0;
2069 }
2070
2071 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
2072    to MEMREF.  */
2073 static int
2074 memref_referenced_p (rtx memref, rtx x)
2075 {
2076   int i, j;
2077   const char *fmt;
2078   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2079
2080   switch (code)
2081     {
2082     case CONST_INT:
2083     case CONST:
2084     case LABEL_REF:
2085     case SYMBOL_REF:
2086     case CONST_DOUBLE:
2087     case CONST_FIXED:
2088     case CONST_VECTOR:
2089     case PC:
2090     case CC0:
2091     case HIGH:
2092     case LO_SUM:
2093       return 0;
2094
2095     case REG:
2096       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
2097               && memref_referenced_p (memref,
2098                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
2099
2100     case MEM:
2101       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
2102         return 1;
2103       break;
2104
2105     case SET:
2106       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
2107          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
2108       if (MEM_P (SET_DEST (x)))
2109         {
2110           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
2111             return 1;
2112         }
2113       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
2114         return 1;
2115
2116       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
2117
2118     default:
2119       break;
2120     }
2121
2122   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2123   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2124     switch (fmt[i])
2125       {
2126       case 'e':
2127         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
2128           return 1;
2129         break;
2130       case 'E':
2131         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2132           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
2133             return 1;
2134         break;
2135       }
2136
2137   return 0;
2138 }
2139
2140 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
2141    that would be affected by a store to MEMREF.  */
2142 static int
2143 memref_used_between_p (rtx memref, rtx start, rtx end)
2144 {
2145   rtx insn;
2146
2147   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2148        insn = NEXT_INSN (insn))
2149     {
2150       if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2151         continue;
2152
2153       if (memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
2154         return 1;
2155
2156       /* Nonconst functions may access memory.  */
2157       if (CALL_P (insn) && (! RTL_CONST_CALL_P (insn)))
2158         return 1;
2159     }
2160
2161   return 0;
2162 }
2163
2164 /* Mark REG as having no known equivalence.
2165    Some instructions might have been processed before and furnished
2166    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
2167    removed.
2168    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
2169    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
2170    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
2171 static void
2172 no_equiv (rtx reg, const_rtx store ATTRIBUTE_UNUSED, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2173 {
2174   int regno;
2175   rtx list;
2176
2177   if (!REG_P (reg))
2178     return;
2179   regno = REGNO (reg);
2180   list = reg_equiv[regno].init_insns;
2181   if (list == const0_rtx)
2182     return;
2183   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
2184   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
2185   /* This doesn't matter for equivalences made for argument registers, we
2186      should keep their initialization insns.  */
2187   if (reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2188     return;
2189   reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2190   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
2191     {
2192       rtx insn = XEXP (list, 0);
2193       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
2194     }
2195 }
2196
2197 /* In DEBUG_INSN location adjust REGs from CLEARED_REGS bitmap to the
2198    equivalent replacement.  */
2199
2200 static rtx
2201 adjust_cleared_regs (rtx loc, const_rtx old_rtx ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
2202 {
2203   if (REG_P (loc))
2204     {
2205       bitmap cleared_regs = (bitmap) data;
2206       if (bitmap_bit_p (cleared_regs, REGNO (loc)))
2207         return simplify_replace_fn_rtx (*reg_equiv[REGNO (loc)].src_p,
2208                                         NULL_RTX, adjust_cleared_regs, data);
2209     }
2210   return NULL_RTX;
2211 }
2212
2213 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
2214 static int recorded_label_ref;
2215
2216 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
2217    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
2218    from a single constant).  Lower their priority for a register.
2219
2220    If such a register is only referenced once, try substituting its value
2221    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
2222    completely.
2223
2224    Initialize the REG_EQUIV_INIT array of initializing insns.
2225
2226    Return non-zero if jump label rebuilding should be done.  */
2227 static int
2228 update_equiv_regs (void)
2229 {
2230   rtx insn;
2231   basic_block bb;
2232   int loop_depth;
2233   bitmap cleared_regs;
2234
2235   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
2236      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
2237   recorded_label_ref = 0;
2238
2239   reg_equiv = XCNEWVEC (struct equivalence, max_regno);
2240   reg_equiv_init = ggc_alloc_cleared_vec_rtx (max_regno);
2241   reg_equiv_init_size = max_regno;
2242
2243   init_alias_analysis ();
2244
2245   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
2246      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
2247      a register can be set below its use.  */
2248   FOR_EACH_BB (bb)
2249     {
2250       loop_depth = bb->loop_depth;
2251
2252       for (insn = BB_HEAD (bb);
2253            insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
2254            insn = NEXT_INSN (insn))
2255         {
2256           rtx note;
2257           rtx set;
2258           rtx dest, src;
2259           int regno;
2260
2261           if (! INSN_P (insn))
2262             continue;
2263
2264           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2265             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
2266               no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
2267
2268           set = single_set (insn);
2269
2270           /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
2271              only mark all destinations as having no known equivalence.  */
2272           if (set == 0)
2273             {
2274               note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
2275               continue;
2276             }
2277           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2278             {
2279               int i;
2280
2281               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2282                 {
2283                   rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2284                   if (part != set)
2285                     note_stores (part, no_equiv, NULL);
2286                 }
2287             }
2288
2289           dest = SET_DEST (set);
2290           src = SET_SRC (set);
2291
2292           /* See if this is setting up the equivalence between an argument
2293              register and its stack slot.  */
2294           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2295           if (note)
2296             {
2297               gcc_assert (REG_P (dest));
2298               regno = REGNO (dest);
2299
2300               /* Note that we don't want to clear reg_equiv_init even if there
2301                  are multiple sets of this register.  */
2302               reg_equiv[regno].is_arg_equivalence = 1;
2303
2304               /* Record for reload that this is an equivalencing insn.  */
2305               if (rtx_equal_p (src, XEXP (note, 0)))
2306                 reg_equiv_init[regno]
2307                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2308
2309               /* Continue normally in case this is a candidate for
2310                  replacements.  */
2311             }
2312
2313           if (!optimize)
2314             continue;
2315
2316           /* We only handle the case of a pseudo register being set
2317              once, or always to the same value.  */
2318           /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
2319              values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
2320              to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
2321              handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
2322              calculate_needs, but we traditionally work around this problem
2323              here by rejecting equivalences when the destination is in a register
2324              that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
2325              preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
2326              or use it.  */
2327
2328           if (!REG_P (dest)
2329               || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2330               || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
2331               || (CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (regno))
2332                   && MEM_P (src) && ! reg_equiv[regno].is_arg_equivalence))
2333             {
2334               /* This might be setting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
2335                  also set somewhere else to a constant.  */
2336               note_stores (set, no_equiv, NULL);
2337               continue;
2338             }
2339
2340           note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
2341
2342           /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
2343              REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
2344              there's no point creating it earlier than here.  */
2345           if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
2346             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2347
2348           /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
2349              since it represents a function call */
2350           if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
2351             note = NULL_RTX;
2352
2353           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) != 1
2354               && (! note
2355                   || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
2356                   || (reg_equiv[regno].replacement
2357                       && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
2358                                         reg_equiv[regno].replacement))))
2359             {
2360               no_equiv (dest, set, NULL);
2361               continue;
2362             }
2363           /* Record this insn as initializing this register.  */
2364           reg_equiv[regno].init_insns
2365             = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
2366
2367           /* If this register is known to be equal to a constant, record that
2368              it is always equivalent to the constant.  */
2369           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2370               && note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
2371             {
2372               rtx note_value = XEXP (note, 0);
2373               remove_note (insn, note);
2374               set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, note_value);
2375             }
2376
2377           /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
2378              of that register.  Record this insn if the register is only used once
2379              more and the equivalence value is the same as our source.
2380
2381              The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
2382              indication that it may be more efficient to actually emit the insn
2383              as written (if no registers are available, reload will substitute
2384              the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
2385              dying in this insn whose death notes would be missed.
2386
2387              If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
2388              a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
2389              MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
2390              note.  */
2391
2392           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2393
2394           if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2395               && MEM_P (SET_SRC (set))
2396               && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
2397             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, copy_rtx (SET_SRC (set)));
2398
2399           if (note)
2400             {
2401               int regno = REGNO (dest);
2402               rtx x = XEXP (note, 0);
2403
2404               /* If we haven't done so, record for reload that this is an
2405                  equivalencing insn.  */
2406               if (!reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2407                 reg_equiv_init[regno]
2408                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2409
2410               /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
2411                  We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
2412                  pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
2413                  indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
2414                  jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
2415               if (GET_CODE (x) == LABEL_REF
2416                   || (GET_CODE (x) == CONST
2417                       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
2418                       && (GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == LABEL_REF)))
2419                 recorded_label_ref = 1;
2420
2421               reg_equiv[regno].replacement = x;
2422               reg_equiv[regno].src_p = &SET_SRC (set);
2423               reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
2424
2425               /* Don't mess with things live during setjmp.  */
2426               if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
2427                 {
2428                   /* Note that the statement below does not affect the priority
2429                      in local-alloc!  */
2430                   REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
2431
2432                   /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
2433                      set once and used once, indicate that the reference may be
2434                      replaced by the equivalence we computed above.  Do this
2435                      even if the register is only used in one block so that
2436                      dependencies can be handled where the last register is
2437                      used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
2438                      and to reduce the number of registers alive across
2439                      calls.  */
2440
2441                   if (REG_N_REFS (regno) == 2
2442                       && (rtx_equal_p (x, src)
2443                           || ! equiv_init_varies_p (src))
2444                       && NONJUMP_INSN_P (insn)
2445                       && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
2446                     reg_equiv[regno].replace = 1;
2447                 }
2448             }
2449         }
2450     }
2451
2452   if (!optimize)
2453     goto out;
2454
2455   /* A second pass, to gather additional equivalences with memory.  This needs
2456      to be done after we know which registers we are going to replace.  */
2457
2458   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2459     {
2460       rtx set, src, dest;
2461       unsigned regno;
2462
2463       if (! INSN_P (insn))
2464         continue;
2465
2466       set = single_set (insn);
2467       if (! set)
2468         continue;
2469
2470       dest = SET_DEST (set);
2471       src = SET_SRC (set);
2472
2473       /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
2474          in a single basic block, see if the register is always equivalent
2475          to that memory location and if moving the store from INSN to the
2476          insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
2477          initializing insn.
2478
2479          Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
2480          REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
2481
2482          If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
2483          then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
2484          optimization may move the set of this register immediately before
2485          insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
2486          the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
2487          pseudo.  */
2488
2489       if (MEM_P (dest) && REG_P (src)
2490           && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2491           && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2492           && DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2493           && reg_equiv[regno].init_insns != 0
2494           && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
2495           && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
2496                               REG_EQUIV, NULL_RTX)
2497           && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
2498         {
2499           rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2500           if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
2501               && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn)
2502               /* Attaching a REG_EQUIV note will fail if INIT_INSN has
2503                  multiple sets.  */
2504               && set_unique_reg_note (init_insn, REG_EQUIV, copy_rtx (dest)))
2505             {
2506               /* This insn makes the equivalence, not the one initializing
2507                  the register.  */
2508               reg_equiv_init[regno]
2509                 = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, NULL_RTX);
2510               df_notes_rescan (init_insn);
2511             }
2512         }
2513     }
2514
2515   cleared_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2516   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
2517      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
2518      reference with the equivalent form.  If we can, delete the
2519      initializing reference and this register will go away.  If we
2520      can't replace the reference, and the initializing reference is
2521      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
2522      initialization just before the use, so that they are in the same
2523      basic block.  */
2524   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2525     {
2526       loop_depth = bb->loop_depth;
2527       for (insn = BB_END (bb);
2528            insn != PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
2529            insn = PREV_INSN (insn))
2530         {
2531           rtx link;
2532
2533           if (! INSN_P (insn))
2534             continue;
2535
2536           /* Don't substitute into a non-local goto, this confuses CFG.  */
2537           if (JUMP_P (insn)
2538               && find_reg_note (insn, REG_NON_LOCAL_GOTO, NULL_RTX))
2539             continue;
2540
2541           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
2542             {
2543               if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
2544                   /* Make sure this insn still refers to the register.  */
2545                   && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
2546                 {
2547                   int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
2548                   rtx equiv_insn;
2549
2550                   if (! reg_equiv[regno].replace
2551                       || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth)
2552                     continue;
2553
2554                   /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
2555                      REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
2556                      once and used once.  (If it were only set, but not used,
2557                      flow would have deleted the setting insns.)  Hence
2558                      there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
2559                   gcc_assert (reg_equiv[regno].init_insns
2560                               && !XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1));
2561                   equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2562
2563                   /* We may not move instructions that can throw, since
2564                      that changes basic block boundaries and we are not
2565                      prepared to adjust the CFG to match.  */
2566                   if (can_throw_internal (equiv_insn))
2567                     continue;
2568
2569                   if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
2570                       && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
2571                                                *(reg_equiv[regno].src_p), insn))
2572                     {
2573                       rtx equiv_link;
2574                       rtx last_link;
2575                       rtx note;
2576
2577                       /* Find the last note.  */
2578                       for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
2579                            last_link = XEXP (last_link, 1))
2580                         ;
2581
2582                       /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
2583                       equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
2584                       while (equiv_link)
2585                         {
2586                           note = equiv_link;
2587                           equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
2588                           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
2589                             {
2590                               remove_note (equiv_insn, note);
2591                               XEXP (last_link, 1) = note;
2592                               XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
2593                               last_link = note;
2594                             }
2595                         }
2596
2597                       remove_death (regno, insn);
2598                       SET_REG_N_REFS (regno, 0);
2599                       REG_FREQ (regno) = 0;
2600                       delete_insn (equiv_insn);
2601
2602                       reg_equiv[regno].init_insns
2603                         = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
2604
2605                       reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2606                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2607                     }
2608                   /* Move the initialization of the register to just before
2609                      INSN.  Update the flow information.  */
2610                   else if (prev_nondebug_insn (insn) != equiv_insn)
2611                     {
2612                       rtx new_insn;
2613
2614                       new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
2615                       REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
2616                       REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
2617                       /* Rescan it to process the notes.  */
2618                       df_insn_rescan (new_insn);
2619
2620                       /* Make sure this insn is recognized before
2621                          reload begins, otherwise
2622                          eliminate_regs_in_insn will die.  */
2623                       INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
2624
2625                       delete_insn (equiv_insn);
2626
2627                       XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
2628
2629                       REG_BASIC_BLOCK (regno) = bb->index;
2630                       REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2631                       REG_FREQ_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2632                       REG_N_THROWING_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2633                       REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
2634
2635                       if (insn == BB_HEAD (bb))
2636                         BB_HEAD (bb) = PREV_INSN (insn);
2637
2638                       reg_equiv_init[regno]
2639                         = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, new_insn, NULL_RTX);
2640                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2641                     }
2642                 }
2643             }
2644         }
2645     }
2646
2647   if (!bitmap_empty_p (cleared_regs))
2648     {
2649       FOR_EACH_BB (bb)
2650         {
2651           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_IN (bb), cleared_regs);
2652           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_OUT (bb), cleared_regs);
2653           bitmap_and_compl_into (DF_LR_IN (bb), cleared_regs);
2654           bitmap_and_compl_into (DF_LR_OUT (bb), cleared_regs);
2655         }
2656
2657       /* Last pass - adjust debug insns referencing cleared regs.  */
2658       if (MAY_HAVE_DEBUG_INSNS)
2659         for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2660           if (DEBUG_INSN_P (insn))
2661             {
2662               rtx old_loc = INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn);
2663               INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn)
2664                 = simplify_replace_fn_rtx (old_loc, NULL_RTX,
2665                                            adjust_cleared_regs,
2666                                            (void *) cleared_regs);
2667               if (old_loc != INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn))
2668                 df_insn_rescan (insn);
2669             }
2670     }
2671
2672   BITMAP_FREE (cleared_regs);
2673
2674   out:
2675   /* Clean up.  */
2676
2677   end_alias_analysis ();
2678   free (reg_equiv);
2679   return recorded_label_ref;
2680 }
2681
2682 \f
2683
2684 /* Print chain C to FILE.  */
2685 static void
2686 print_insn_chain (FILE *file, struct insn_chain *c)
2687 {
2688   fprintf (file, "insn=%d, ", INSN_UID(c->insn));
2689   bitmap_print (file, &c->live_throughout, "live_throughout: ", ", ");
2690   bitmap_print (file, &c->dead_or_set, "dead_or_set: ", "\n");
2691 }
2692
2693
2694 /* Print all reload_insn_chains to FILE.  */
2695 static void
2696 print_insn_chains (FILE *file)
2697 {
2698   struct insn_chain *c;
2699   for (c = reload_insn_chain; c ; c = c->next)
2700     print_insn_chain (file, c);
2701 }
2702
2703 /* Return true if pseudo REGNO should be added to set live_throughout
2704    or dead_or_set of the insn chains for reload consideration.  */
2705 static bool
2706 pseudo_for_reload_consideration_p (int regno)
2707 {
2708   /* Consider spilled pseudos too for IRA because they still have a
2709      chance to get hard-registers in the reload when IRA is used.  */
2710   return (reg_renumber[regno] >= 0
2711           || (ira_conflicts_p && flag_ira_share_spill_slots));
2712 }
2713
2714 /* Init LIVE_SUBREGS[ALLOCNUM] and LIVE_SUBREGS_USED[ALLOCNUM] using
2715    REG to the number of nregs, and INIT_VALUE to get the
2716    initialization.  ALLOCNUM need not be the regno of REG.  */
2717 static void
2718 init_live_subregs (bool init_value, sbitmap *live_subregs,
2719                    int *live_subregs_used, int allocnum, rtx reg)
2720 {
2721   unsigned int regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
2722   int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (regno_reg_rtx[regno]));
2723
2724   gcc_assert (size > 0);
2725
2726   /* Been there, done that.  */
2727   if (live_subregs_used[allocnum])
2728     return;
2729
2730   /* Create a new one with zeros.  */
2731   if (live_subregs[allocnum] == NULL)
2732     live_subregs[allocnum] = sbitmap_alloc (size);
2733
2734   /* If the entire reg was live before blasting into subregs, we need
2735      to init all of the subregs to ones else init to 0.  */
2736   if (init_value)
2737     sbitmap_ones (live_subregs[allocnum]);
2738   else
2739     sbitmap_zero (live_subregs[allocnum]);
2740
2741   /* Set the number of bits that we really want.  */
2742   live_subregs_used[allocnum] = size;
2743 }
2744
2745 /* Walk the insns of the current function and build reload_insn_chain,
2746    and record register life information.  */
2747 static void
2748 build_insn_chain (void)
2749 {
2750   unsigned int i;
2751   struct insn_chain **p = &reload_insn_chain;
2752   basic_block bb;
2753   struct insn_chain *c = NULL;
2754   struct insn_chain *next = NULL;
2755   bitmap live_relevant_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2756   bitmap elim_regset = BITMAP_ALLOC (NULL);
2757   /* live_subregs is a vector used to keep accurate information about
2758      which hardregs are live in multiword pseudos.  live_subregs and
2759      live_subregs_used are indexed by pseudo number.  The live_subreg
2760      entry for a particular pseudo is only used if the corresponding
2761      element is non zero in live_subregs_used.  The value in
2762      live_subregs_used is number of bytes that the pseudo can
2763      occupy.  */
2764   sbitmap *live_subregs = XCNEWVEC (sbitmap, max_regno);
2765   int *live_subregs_used = XNEWVEC (int, max_regno);
2766
2767   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2768     if (TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, i))
2769       bitmap_set_bit (elim_regset, i);
2770   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2771     {
2772       bitmap_iterator bi;
2773       rtx insn;
2774
2775       CLEAR_REG_SET (live_relevant_regs);
2776       memset (live_subregs_used, 0, max_regno * sizeof (int));
2777
2778       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb), 0, i, bi)
2779         {
2780           if (i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2781             break;
2782           bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2783         }
2784
2785       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb),
2786                                 FIRST_PSEUDO_REGISTER, i, bi)
2787         {
2788           if (pseudo_for_reload_consideration_p (i))
2789             bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2790         }
2791
2792       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
2793         {
2794           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
2795             {
2796               unsigned int uid = INSN_UID (insn);
2797               df_ref *def_rec;
2798               df_ref *use_rec;
2799
2800               c = new_insn_chain ();
2801               c->next = next;
2802               next = c;
2803               *p = c;
2804               p = &c->prev;
2805
2806               c->insn = insn;
2807               c->block = bb->index;
2808
2809               if (INSN_P (insn))
2810                 for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
2811                   {
2812                     df_ref def = *def_rec;
2813                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (def);
2814
2815                     /* Ignore may clobbers because these are generated
2816                        from calls. However, every other kind of def is
2817                        added to dead_or_set.  */
2818                     if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_MAY_CLOBBER))
2819                       {
2820                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2821                           {
2822                             if (!fixed_regs[regno])
2823                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2824                           }
2825                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2826                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2827                       }
2828
2829                     if ((regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2830                          || reg_renumber[regno] >= 0
2831                          || ira_conflicts_p)
2832                         && (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_CONDITIONAL)))
2833                       {
2834                         rtx reg = DF_REF_REG (def);
2835
2836                         /* We can model subregs, but not if they are
2837                            wrapped in ZERO_EXTRACTS.  */
2838                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
2839                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_ZERO_EXTRACT))
2840                           {
2841                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
2842                             unsigned int last = start
2843                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
2844
2845                             init_live_subregs
2846                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
2847                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
2848
2849                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET
2850                                 (def, DF_REF_STRICT_LOW_PART))
2851                               {
2852                                 /* Expand the range to cover entire words.
2853                                    Bytes added here are "don't care".  */
2854                                 start
2855                                   = start / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD;
2856                                 last = ((last + UNITS_PER_WORD - 1)
2857                                         / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD);
2858                               }
2859
2860                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
2861                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
2862                               last = live_subregs_used[regno];
2863
2864                             while (start < last)
2865                               {
2866                                 RESET_BIT (live_subregs[regno], start);
2867                                 start++;
2868                               }
2869
2870                             if (sbitmap_empty_p (live_subregs[regno]))
2871                               {
2872                                 live_subregs_used[regno] = 0;
2873                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
2874                               }
2875                             else
2876                               /* Set live_relevant_regs here because
2877                                  that bit has to be true to get us to
2878                                  look at the live_subregs fields.  */
2879                               bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
2880                           }
2881                         else
2882                           {
2883                             /* DF_REF_PARTIAL is generated for
2884                                subregs, STRICT_LOW_PART, and
2885                                ZERO_EXTRACT.  We handle the subreg
2886                                case above so here we have to keep from
2887                                modeling the def as a killing def.  */
2888                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_PARTIAL))
2889                               {
2890                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
2891                                 live_subregs_used[regno] = 0;
2892                               }
2893                           }
2894                       }
2895                   }
2896
2897               bitmap_and_compl_into (live_relevant_regs, elim_regset);
2898               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
2899
2900               if (INSN_P (insn))
2901                 for (use_rec = DF_INSN_UID_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
2902                   {
2903                     df_ref use = *use_rec;
2904                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (use);
2905                     rtx reg = DF_REF_REG (use);
2906
2907                     /* DF_REF_READ_WRITE on a use means that this use
2908                        is fabricated from a def that is a partial set
2909                        to a multiword reg.  Here, we only model the
2910                        subreg case that is not wrapped in ZERO_EXTRACT
2911                        precisely so we do not need to look at the
2912                        fabricated use. */
2913                     if (DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_READ_WRITE)
2914                         && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_ZERO_EXTRACT)
2915                         && DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_SUBREG))
2916                       continue;
2917
2918                     /* Add the last use of each var to dead_or_set.  */
2919                     if (!bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno))
2920                       {
2921                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2922                           {
2923                             if (!fixed_regs[regno])
2924                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2925                           }
2926                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2927                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2928                       }
2929
2930                     if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2931                         || pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2932                       {
2933                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
2934                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use,
2935                                                      DF_REF_SIGN_EXTRACT
2936                                                      | DF_REF_ZERO_EXTRACT))
2937                           {
2938                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
2939                             unsigned int last = start
2940                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
2941
2942                             init_live_subregs
2943                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
2944                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
2945
2946                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
2947                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
2948                               last = live_subregs_used[regno];
2949
2950                             while (start < last)
2951                               {
2952                                 SET_BIT (live_subregs[regno], start);
2953                                 start++;
2954                               }
2955                           }
2956                         else
2957                           /* Resetting the live_subregs_used is
2958                              effectively saying do not use the subregs
2959                              because we are reading the whole
2960                              pseudo.  */
2961                           live_subregs_used[regno] = 0;
2962                         bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
2963                       }
2964                   }
2965             }
2966         }
2967
2968       /* FIXME!! The following code is a disaster.  Reload needs to see the
2969          labels and jump tables that are just hanging out in between
2970          the basic blocks.  See pr33676.  */
2971       insn = BB_HEAD (bb);
2972
2973       /* Skip over the barriers and cruft.  */
2974       while (insn && (BARRIER_P (insn) || NOTE_P (insn)
2975                       || BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb))
2976         insn = PREV_INSN (insn);
2977
2978       /* While we add anything except barriers and notes, the focus is
2979          to get the labels and jump tables into the
2980          reload_insn_chain.  */
2981       while (insn)
2982         {
2983           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
2984             {
2985               if (BLOCK_FOR_INSN (insn))
2986                 break;
2987
2988               c = new_insn_chain ();
2989               c->next = next;
2990               next = c;
2991               *p = c;
2992               p = &c->prev;
2993
2994               /* The block makes no sense here, but it is what the old
2995                  code did.  */
2996               c->block = bb->index;
2997               c->insn = insn;
2998               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
2999             }
3000           insn = PREV_INSN (insn);
3001         }
3002     }
3003
3004   for (i = 0; i < (unsigned int) max_regno; i++)
3005     if (live_subregs[i])
3006       free (live_subregs[i]);
3007
3008   reload_insn_chain = c;
3009   *p = NULL;
3010
3011   free (live_subregs);
3012   free (live_subregs_used);
3013   BITMAP_FREE (live_relevant_regs);
3014   BITMAP_FREE (elim_regset);
3015
3016   if (dump_file)
3017     print_insn_chains (dump_file);
3018 }
3019 \f
3020 /* Allocate memory for reg_equiv_memory_loc.  */
3021 static void
3022 init_reg_equiv_memory_loc (void)
3023 {
3024   max_regno = max_reg_num ();
3025
3026   /* And the reg_equiv_memory_loc array.  */
3027   VEC_safe_grow (rtx, gc, reg_equiv_memory_loc_vec, max_regno);
3028   memset (VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec), 0,
3029           sizeof (rtx) * max_regno);
3030   reg_equiv_memory_loc = VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec);
3031 }
3032
3033 /* All natural loops.  */
3034 struct loops ira_loops;
3035
3036 /* True if we have allocno conflicts.  It is false for non-optimized
3037    mode or when the conflict table is too big.  */
3038 bool ira_conflicts_p;
3039
3040 /* This is the main entry of IRA.  */
3041 static void
3042 ira (FILE *f)
3043 {
3044   int overall_cost_before, allocated_reg_info_size;
3045   bool loops_p;
3046   int max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit;
3047   int rebuild_p;
3048   int saved_flag_ira_share_spill_slots;
3049   basic_block bb;
3050
3051   timevar_push (TV_IRA);
3052
3053   if (flag_caller_saves)
3054     init_caller_save ();
3055
3056   if (flag_ira_verbose < 10)
3057     {
3058       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose;
3059       ira_dump_file = f;
3060     }
3061   else
3062     {
3063       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose - 10;
3064       ira_dump_file = stderr;
3065     }
3066
3067   ira_conflicts_p = optimize > 0;
3068   setup_prohibited_mode_move_regs ();
3069
3070   df_note_add_problem ();
3071
3072   if (optimize == 1)
3073     {
3074       df_live_add_problem ();
3075       df_live_set_all_dirty ();
3076     }
3077 #ifdef ENABLE_CHECKING
3078   df->changeable_flags |= DF_VERIFY_SCHEDULED;
3079 #endif
3080   df_analyze ();
3081   df_clear_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3082   regstat_init_n_sets_and_refs ();
3083   regstat_compute_ri ();
3084
3085   /* If we are not optimizing, then this is the only place before
3086      register allocation where dataflow is done.  And that is needed
3087      to generate these warnings.  */
3088   if (warn_clobbered)
3089     generate_setjmp_warnings ();
3090
3091   /* Determine if the current function is a leaf before running IRA
3092      since this can impact optimizations done by the prologue and
3093      epilogue thus changing register elimination offsets.  */
3094   current_function_is_leaf = leaf_function_p ();
3095
3096   if (resize_reg_info () && flag_ira_loop_pressure)
3097     ira_set_pseudo_classes (ira_dump_file);
3098
3099   rebuild_p = update_equiv_regs ();
3100
3101 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3102   gcc_obstack_init (&ira_obstack);
3103 #endif
3104   bitmap_obstack_initialize (&ira_bitmap_obstack);
3105   if (optimize)
3106     {
3107       max_regno = max_reg_num ();
3108       ira_reg_equiv_len = max_regno;
3109       ira_reg_equiv_invariant_p
3110         = (bool *) ira_allocate (max_regno * sizeof (bool));
3111       memset (ira_reg_equiv_invariant_p, 0, max_regno * sizeof (bool));
3112       ira_reg_equiv_const = (rtx *) ira_allocate (max_regno * sizeof (rtx));
3113       memset (ira_reg_equiv_const, 0, max_regno * sizeof (rtx));
3114       find_reg_equiv_invariant_const ();
3115       if (rebuild_p)
3116         {
3117           timevar_push (TV_JUMP);
3118           rebuild_jump_labels (get_insns ());
3119           purge_all_dead_edges ();
3120           timevar_pop (TV_JUMP);
3121         }
3122     }
3123
3124   max_regno_before_ira = allocated_reg_info_size = max_reg_num ();
3125   ira_setup_eliminable_regset ();
3126
3127   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
3128   ira_load_cost = ira_store_cost = ira_shuffle_cost = 0;
3129   ira_move_loops_num = ira_additional_jumps_num = 0;
3130
3131   ira_assert (current_loops == NULL);
3132   flow_loops_find (&ira_loops);
3133   record_loop_exits ();
3134   current_loops = &ira_loops;
3135
3136   init_reg_equiv_memory_loc ();
3137
3138   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3139     fprintf (ira_dump_file, "Building IRA IR\n");
3140   loops_p = ira_build (optimize
3141                        && (flag_ira_region == IRA_REGION_ALL
3142                            || flag_ira_region == IRA_REGION_MIXED));
3143
3144   ira_assert (ira_conflicts_p || !loops_p);
3145
3146   saved_flag_ira_share_spill_slots = flag_ira_share_spill_slots;
3147   if (too_high_register_pressure_p ())
3148     /* It is just wasting compiler's time to pack spilled pseudos into
3149        stack slots in this case -- prohibit it.  */
3150     flag_ira_share_spill_slots = FALSE;
3151
3152   ira_color ();
3153
3154   ira_max_point_before_emit = ira_max_point;
3155
3156   ira_emit (loops_p);
3157
3158   if (ira_conflicts_p)
3159     {
3160       max_regno = max_reg_num ();
3161
3162       if (! loops_p)
3163         ira_initiate_assign ();
3164       else
3165         {
3166           expand_reg_info (allocated_reg_info_size);
3167           setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos
3168             (allocated_reg_info_size);
3169           allocated_reg_info_size = max_regno;
3170
3171           if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3172             fprintf (ira_dump_file, "Flattening IR\n");
3173           ira_flattening (max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit);
3174           /* New insns were generated: add notes and recalculate live
3175              info.  */
3176           df_analyze ();
3177
3178           flow_loops_find (&ira_loops);
3179           record_loop_exits ();
3180           current_loops = &ira_loops;
3181
3182           setup_allocno_assignment_flags ();
3183           ira_initiate_assign ();
3184           ira_reassign_conflict_allocnos (max_regno);
3185         }
3186     }
3187
3188   setup_reg_renumber ();
3189
3190   calculate_allocation_cost ();
3191
3192 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3193   if (ira_conflicts_p)
3194     check_allocation ();
3195 #endif
3196
3197   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
3198
3199   init_reg_equiv_memory_loc ();
3200
3201   if (max_regno != max_regno_before_ira)
3202     {
3203       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3204       regstat_free_ri ();
3205       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3206       regstat_compute_ri ();
3207     }
3208
3209   allocate_initial_values (reg_equiv_memory_loc);
3210
3211   overall_cost_before = ira_overall_cost;
3212   if (ira_conflicts_p)
3213     {
3214       fix_reg_equiv_init ();
3215
3216 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3217       print_redundant_copies ();
3218 #endif
3219
3220       ira_spilled_reg_stack_slots_num = 0;
3221       ira_spilled_reg_stack_slots
3222         = ((struct ira_spilled_reg_stack_slot *)
3223            ira_allocate (max_regno
3224                          * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot)));
3225       memset (ira_spilled_reg_stack_slots, 0,
3226               max_regno * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot));
3227     }
3228
3229   timevar_pop (TV_IRA);
3230
3231   timevar_push (TV_RELOAD);
3232   df_set_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3233   build_insn_chain ();
3234
3235   reload_completed = !reload (get_insns (), ira_conflicts_p);
3236
3237   finish_subregs_of_mode ();
3238
3239   timevar_pop (TV_RELOAD);
3240
3241   timevar_push (TV_IRA);
3242
3243   if (ira_conflicts_p)
3244     {
3245       ira_free (ira_spilled_reg_stack_slots);
3246
3247       ira_finish_assign ();
3248
3249     }
3250   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL
3251       && overall_cost_before != ira_overall_cost)
3252     fprintf (ira_dump_file, "+++Overall after reload %d\n", ira_overall_cost);
3253   ira_destroy ();
3254
3255   flag_ira_share_spill_slots = saved_flag_ira_share_spill_slots;
3256
3257   flow_loops_free (&ira_loops);
3258   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3259   FOR_ALL_BB (bb)
3260     bb->loop_father = NULL;
3261   current_loops = NULL;
3262
3263   regstat_free_ri ();
3264   regstat_free_n_sets_and_refs ();
3265
3266   if (optimize)
3267     {
3268       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
3269
3270       ira_free (ira_reg_equiv_invariant_p);
3271       ira_free (ira_reg_equiv_const);
3272     }
3273
3274   bitmap_obstack_release (&ira_bitmap_obstack);
3275 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3276   obstack_free (&ira_obstack, NULL);
3277 #endif
3278
3279   /* The code after the reload has changed so much that at this point
3280      we might as well just rescan everything.  Not that
3281      df_rescan_all_insns is not going to help here because it does not
3282      touch the artificial uses and defs.  */
3283   df_finish_pass (true);
3284   if (optimize > 1)
3285     df_live_add_problem ();
3286   df_scan_alloc (NULL);
3287   df_scan_blocks ();
3288
3289   if (optimize)
3290     df_analyze ();
3291
3292   timevar_pop (TV_IRA);
3293 }
3294
3295 \f
3296
3297 static bool
3298 gate_ira (void)
3299 {
3300   return true;
3301 }
3302
3303 /* Run the integrated register allocator.  */
3304 static unsigned int
3305 rest_of_handle_ira (void)
3306 {
3307   ira (dump_file);
3308   return 0;
3309 }
3310
3311 struct rtl_opt_pass pass_ira =
3312 {
3313  {
3314   RTL_PASS,
3315   "ira",                                /* name */
3316   gate_ira,                             /* gate */
3317   rest_of_handle_ira,                   /* execute */
3318   NULL,                                 /* sub */
3319   NULL,                                 /* next */
3320   0,                                    /* static_pass_number */
3321   TV_NONE,                              /* tv_id */
3322   0,                                    /* properties_required */
3323   0,                                    /* properties_provided */
3324   0,                                    /* properties_destroyed */
3325   0,                                    /* todo_flags_start */
3326   TODO_dump_func |
3327   TODO_ggc_collect                      /* todo_flags_finish */
3328  }
3329 };