OSDN Git Service

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