OSDN Git Service

* gcc.target/i386/sse-22a.c: New test.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ira.c
1 /* Integrated Register Allocator (IRA) entry point.
2    Copyright (C) 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
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 *Allocno class* is a register class used for allocation of
42        given allocno.  It means that only hard register of given
43        register class can be assigned to given allocno.  In reality,
44        even smaller subset of (*profitable*) hard registers can be
45        assigned.  In rare cases, the subset can be even smaller
46        because our modification of Chaitin-Briggs algorithm requires
47        that sets of hard registers can be assigned to allocnos forms a
48        forest, i.e. the sets can be ordered in a way where any
49        previous set is not intersected with given set or is a superset
50        of given set.
51
52      o *Pressure class* is a register class belonging to a set of
53        register classes containing all of the hard-registers available
54        for register allocation.  The set of all pressure classes for a
55        target is defined in the corresponding machine-description file
56        according some criteria.  Register pressure is calculated only
57        for pressure classes and it affects some IRA decisions as
58        forming allocation regions.
59
60      o *Allocno* represents the live range of a pseudo-register in a
61        region.  Besides the obvious attributes like the corresponding
62        pseudo-register number, allocno class, conflicting allocnos and
63        conflicting hard-registers, there are a few allocno attributes
64        which are important for understanding the allocation algorithm:
65
66        - *Live ranges*.  This is a list of ranges of *program points*
67          where the allocno lives.  Program points represent places
68          where a pseudo can be born or become dead (there are
69          approximately two times more program points than the insns)
70          and they are represented by integers starting with 0.  The
71          live ranges are used to find conflicts between allocnos.
72          They also play very important role for the transformation of
73          the IRA internal representation of several regions into a one
74          region representation.  The later is used during the reload
75          pass work because each allocno represents all of the
76          corresponding pseudo-registers.
77
78        - *Hard-register costs*.  This is a vector of size equal to the
79          number of available hard-registers of the allocno class.  The
80          cost of a callee-clobbered hard-register for an allocno is
81          increased by the cost of save/restore code around the calls
82          through the given allocno's life.  If the allocno is a move
83          instruction operand and another operand is a hard-register of
84          the allocno class, the cost of the hard-register is decreased
85          by the move cost.
86
87          When an allocno is assigned, the hard-register with minimal
88          full cost is used.  Initially, a hard-register's full cost is
89          the corresponding value from the hard-register's cost vector.
90          If the allocno is connected by a *copy* (see below) to
91          another allocno which has just received a hard-register, the
92          cost of the hard-register is decreased.  Before choosing a
93          hard-register for an allocno, the allocno's current costs of
94          the hard-registers are modified by the conflict hard-register
95          costs of all of the conflicting allocnos which are not
96          assigned yet.
97
98        - *Conflict hard-register costs*.  This is a vector of the same
99          size as the hard-register costs vector.  To permit an
100          unassigned allocno to get a better hard-register, IRA uses
101          this vector to calculate the final full cost of the
102          available hard-registers.  Conflict hard-register costs of an
103          unassigned allocno are also changed with a change of the
104          hard-register cost of the allocno when a copy involving the
105          allocno is processed as described above.  This is done to
106          show other unassigned allocnos that a given allocno prefers
107          some hard-registers in order to remove the move instruction
108          corresponding to the copy.
109
110      o *Cap*.  If a pseudo-register does not live in a region but
111        lives in a nested region, IRA creates a special allocno called
112        a cap in the outer region.  A region cap is also created for a
113        subregion cap.
114
115      o *Copy*.  Allocnos can be connected by copies.  Copies are used
116        to modify hard-register costs for allocnos during coloring.
117        Such modifications reflects a preference to use the same
118        hard-register for the allocnos connected by copies.  Usually
119        copies are created for move insns (in this case it results in
120        register coalescing).  But IRA also creates copies for operands
121        of an insn which should be assigned to the same hard-register
122        due to constraints in the machine description (it usually
123        results in removing a move generated in reload to satisfy
124        the constraints) and copies referring to the allocno which is
125        the output operand of an instruction and the allocno which is
126        an input operand dying in the instruction (creation of such
127        copies results in less register shuffling).  IRA *does not*
128        create copies between the same register allocnos from different
129        regions because we use another technique for propagating
130        hard-register preference on the borders of regions.
131
132    Allocnos (including caps) for the upper region in the region tree
133    *accumulate* information important for coloring from allocnos with
134    the same pseudo-register from nested regions.  This includes
135    hard-register and memory costs, conflicts with hard-registers,
136    allocno conflicts, allocno copies and more.  *Thus, attributes for
137    allocnos in a region have the same values as if the region had no
138    subregions*.  It means that attributes for allocnos in the
139    outermost region corresponding to the function have the same values
140    as though the allocation used only one region which is the entire
141    function.  It also means that we can look at IRA work as if the
142    first IRA did allocation for all function then it improved the
143    allocation for loops then their subloops and so on.
144
145    IRA major passes are:
146
147      o Building IRA internal representation which consists of the
148        following subpasses:
149
150        * First, IRA builds regions and creates allocnos (file
151          ira-build.c) and initializes most of their attributes.
152
153        * Then IRA finds an allocno class for each allocno and
154          calculates its initial (non-accumulated) cost of memory and
155          each hard-register of its allocno class (file ira-cost.c).
156
157        * IRA creates live ranges of each allocno, calulates register
158          pressure for each pressure class in each region, sets up
159          conflict hard registers for each allocno and info about calls
160          the allocno lives through (file ira-lives.c).
161
162        * IRA removes low register pressure loops from the regions
163          mostly to speed IRA up (file ira-build.c).
164
165        * IRA propagates accumulated allocno info from lower region
166          allocnos to corresponding upper region allocnos (file
167          ira-build.c).
168
169        * IRA creates all caps (file ira-build.c).
170
171        * Having live-ranges of allocnos and their classes, IRA creates
172          conflicting allocnos for each allocno.  Conflicting allocnos
173          are stored as a bit vector or array of pointers to the
174          conflicting allocnos whatever is more profitable (file
175          ira-conflicts.c).  At this point IRA creates allocno copies.
176
177      o Coloring.  Now IRA has all necessary info to start graph coloring
178        process.  It is done in each region on top-down traverse of the
179        region tree (file ira-color.c).  There are following subpasses:
180
181        * Finding profitable hard registers of corresponding allocno
182          class for each allocno.  For example, only callee-saved hard
183          registers are frequently profitable for allocnos living
184          through colors.  If the profitable hard register set of
185          allocno does not form a tree based on subset relation, we use
186          some approximation to form the tree.  This approximation is
187          used to figure out trivial colorability of allocnos.  The
188          approximation is a pretty rare case.
189
190        * Putting allocnos onto the coloring stack.  IRA uses Briggs
191          optimistic coloring which is a major improvement over
192          Chaitin's coloring.  Therefore IRA does not spill allocnos at
193          this point.  There is some freedom in the order of putting
194          allocnos on the stack which can affect the final result of
195          the allocation.  IRA uses some heuristics to improve the
196          order.
197          
198          We also use a modification of Chaitin-Briggs algorithm which
199          works for intersected register classes of allocnos.  To
200          figure out trivial colorability of allocnos, the mentioned
201          above tree of hard register sets is used.  To get an idea how
202          the algorithm works in i386 example, let us consider an
203          allocno to which any general hard register can be assigned.
204          If the allocno conflicts with eight allocnos to which only
205          EAX register can be assigned, given allocno is still
206          trivially colorable because all conflicting allocnos might be
207          assigned only to EAX and all other general hard registers are
208          still free.
209
210          To get an idea of the used trivial colorability criterion, it
211          is also useful to read article "Graph-Coloring Register
212          Allocation for Irregular Architectures" by Michael D. Smith
213          and Glen Holloway.  Major difference between the article
214          approach and approach used in IRA is that Smith's approach
215          takes register classes only from machine description and IRA
216          calculate register classes from intermediate code too
217          (e.g. an explicit usage of hard registers in RTL code for
218          parameter passing can result in creation of additional
219          register classes which contain or exclude the hard
220          registers).  That makes IRA approach useful for improving
221          coloring even for architectures with regular register files
222          and in fact some benchmarking shows the improvement for
223          regular class architectures is even bigger than for irregular
224          ones.  Another difference is that Smith's approach chooses
225          intersection of classes of all insn operands in which a given
226          pseudo occurs.  IRA can use bigger classes if it is still
227          more profitable than memory usage.
228
229        * Popping the allocnos from the stack and assigning them hard
230          registers.  If IRA can not assign a hard register to an
231          allocno and the allocno is coalesced, IRA undoes the
232          coalescing and puts the uncoalesced allocnos onto the stack in
233          the hope that some such allocnos will get a hard register
234          separately.  If IRA fails to assign hard register or memory
235          is more profitable for it, IRA spills the allocno.  IRA
236          assigns the allocno the hard-register with minimal full
237          allocation cost which reflects the cost of usage of the
238          hard-register for the allocno and cost of usage of the
239          hard-register for allocnos conflicting with given allocno.
240
241        * Chaitin-Briggs coloring assigns as many pseudos as possible
242          to hard registers.  After coloringh we try to improve
243          allocation with cost point of view.  We improve the
244          allocation by spilling some allocnos and assigning the freed
245          hard registers to other allocnos if it decreases the overall
246          allocation cost.
247
248        * After allono assigning in the region, IRA modifies the hard
249          register and memory costs for the corresponding allocnos in
250          the subregions to reflect the cost of possible loads, stores,
251          or moves on the border of the region and its subregions.
252          When default regional allocation algorithm is used
253          (-fira-algorithm=mixed), IRA just propagates the assignment
254          for allocnos if the register pressure in the region for the
255          corresponding pressure class is less than number of available
256          hard registers for given pressure class.
257
258      o Spill/restore code moving.  When IRA performs an allocation
259        by traversing regions in top-down order, it does not know what
260        happens below in the region tree.  Therefore, sometimes IRA
261        misses opportunities to perform a better allocation.  A simple
262        optimization tries to improve allocation in a region having
263        subregions and containing in another region.  If the
264        corresponding allocnos in the subregion are spilled, it spills
265        the region allocno if it is profitable.  The optimization
266        implements a simple iterative algorithm performing profitable
267        transformations while they are still possible.  It is fast in
268        practice, so there is no real need for a better time complexity
269        algorithm.
270
271      o Code change.  After coloring, two allocnos representing the
272        same pseudo-register outside and inside a region respectively
273        may be assigned to different locations (hard-registers or
274        memory).  In this case IRA creates and uses a new
275        pseudo-register inside the region and adds code to move allocno
276        values on the region's borders.  This is done during top-down
277        traversal of the regions (file ira-emit.c).  In some
278        complicated cases IRA can create a new allocno to move allocno
279        values (e.g. when a swap of values stored in two hard-registers
280        is needed).  At this stage, the new allocno is marked as
281        spilled.  IRA still creates the pseudo-register and the moves
282        on the region borders even when both allocnos were assigned to
283        the same hard-register.  If the reload pass spills a
284        pseudo-register for some reason, the effect will be smaller
285        because another allocno will still be in the hard-register.  In
286        most cases, this is better then spilling both allocnos.  If
287        reload does not change the allocation for the two
288        pseudo-registers, the trivial move will be removed by
289        post-reload optimizations.  IRA does not generate moves for
290        allocnos assigned to the same hard register when the default
291        regional allocation algorithm is used and the register pressure
292        in the region for the corresponding pressure class is less than
293        number of available hard registers for given pressure class.
294        IRA also does some optimizations to remove redundant stores and
295        to reduce code duplication on the region borders.
296
297      o Flattening internal representation.  After changing code, IRA
298        transforms its internal representation for several regions into
299        one region representation (file ira-build.c).  This process is
300        called IR flattening.  Such process is more complicated than IR
301        rebuilding would be, but is much faster.
302
303      o After IR flattening, IRA tries to assign hard registers to all
304        spilled allocnos.  This is impelemented by a simple and fast
305        priority coloring algorithm (see function
306        ira_reassign_conflict_allocnos::ira-color.c).  Here new allocnos
307        created during the code change pass can be assigned to hard
308        registers.
309
310      o At the end IRA calls the reload pass.  The reload pass
311        communicates with IRA through several functions in file
312        ira-color.c to improve its decisions in
313
314        * sharing stack slots for the spilled pseudos based on IRA info
315          about pseudo-register conflicts.
316
317        * reassigning hard-registers to all spilled pseudos at the end
318          of each reload iteration.
319
320        * choosing a better hard-register to spill based on IRA info
321          about pseudo-register live ranges and the register pressure
322          in places where the pseudo-register lives.
323
324    IRA uses a lot of data representing the target processors.  These
325    data are initilized in file ira.c.
326
327    If function has no loops (or the loops are ignored when
328    -fira-algorithm=CB is used), we have classic Chaitin-Briggs
329    coloring (only instead of separate pass of coalescing, we use hard
330    register preferencing).  In such case, IRA works much faster
331    because many things are not made (like IR flattening, the
332    spill/restore optimization, and the code change).
333
334    Literature is worth to read for better understanding the code:
335
336    o Preston Briggs, Keith D. Cooper, Linda Torczon.  Improvements to
337      Graph Coloring Register Allocation.
338
339    o David Callahan, Brian Koblenz.  Register allocation via
340      hierarchical graph coloring.
341
342    o Keith Cooper, Anshuman Dasgupta, Jason Eckhardt. Revisiting Graph
343      Coloring Register Allocation: A Study of the Chaitin-Briggs and
344      Callahan-Koblenz Algorithms.
345
346    o Guei-Yuan Lueh, Thomas Gross, and Ali-Reza Adl-Tabatabai. Global
347      Register Allocation Based on Graph Fusion.
348
349    o Michael D. Smith and Glenn Holloway.  Graph-Coloring Register
350      Allocation for Irregular Architectures
351
352    o Vladimir Makarov. The Integrated Register Allocator for GCC.
353
354    o Vladimir Makarov.  The top-down register allocator for irregular
355      register file architectures.
356
357 */
358
359
360 #include "config.h"
361 #include "system.h"
362 #include "coretypes.h"
363 #include "tm.h"
364 #include "regs.h"
365 #include "rtl.h"
366 #include "tm_p.h"
367 #include "target.h"
368 #include "flags.h"
369 #include "obstack.h"
370 #include "bitmap.h"
371 #include "hard-reg-set.h"
372 #include "basic-block.h"
373 #include "df.h"
374 #include "expr.h"
375 #include "recog.h"
376 #include "params.h"
377 #include "timevar.h"
378 #include "tree-pass.h"
379 #include "output.h"
380 #include "except.h"
381 #include "reload.h"
382 #include "diagnostic-core.h"
383 #include "integrate.h"
384 #include "ggc.h"
385 #include "ira-int.h"
386 #include "dce.h"
387
388
389 struct target_ira default_target_ira;
390 struct target_ira_int default_target_ira_int;
391 #if SWITCHABLE_TARGET
392 struct target_ira *this_target_ira = &default_target_ira;
393 struct target_ira_int *this_target_ira_int = &default_target_ira_int;
394 #endif
395
396 /* A modified value of flag `-fira-verbose' used internally.  */
397 int internal_flag_ira_verbose;
398
399 /* Dump file of the allocator if it is not NULL.  */
400 FILE *ira_dump_file;
401
402 /* The number of elements in the following array.  */
403 int ira_spilled_reg_stack_slots_num;
404
405 /* The following array contains info about spilled pseudo-registers
406    stack slots used in current function so far.  */
407 struct ira_spilled_reg_stack_slot *ira_spilled_reg_stack_slots;
408
409 /* Correspondingly overall cost of the allocation, cost of the
410    allocnos assigned to hard-registers, cost of the allocnos assigned
411    to memory, cost of loads, stores and register move insns generated
412    for pseudo-register live range splitting (see ira-emit.c).  */
413 int ira_overall_cost;
414 int ira_reg_cost, ira_mem_cost;
415 int ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost;
416 int ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num;
417
418 /* All registers that can be eliminated.  */
419
420 HARD_REG_SET eliminable_regset;
421
422 /* Temporary hard reg set used for a different calculation.  */
423 static HARD_REG_SET temp_hard_regset;
424
425 \f
426
427 /* The function sets up the map IRA_REG_MODE_HARD_REGSET.  */
428 static void
429 setup_reg_mode_hard_regset (void)
430 {
431   int i, m, hard_regno;
432
433   for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
434     for (hard_regno = 0; hard_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; hard_regno++)
435       {
436         CLEAR_HARD_REG_SET (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m]);
437         for (i = hard_regno_nregs[hard_regno][m] - 1; i >= 0; i--)
438           if (hard_regno + i < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
439             SET_HARD_REG_BIT (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m],
440                               hard_regno + i);
441       }
442 }
443
444 \f
445 #define no_unit_alloc_regs \
446   (this_target_ira_int->x_no_unit_alloc_regs)
447
448 /* The function sets up the three arrays declared above.  */
449 static void
450 setup_class_hard_regs (void)
451 {
452   int cl, i, hard_regno, n;
453   HARD_REG_SET processed_hard_reg_set;
454
455   ira_assert (SHRT_MAX >= FIRST_PSEUDO_REGISTER);
456   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
457     {
458       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
459       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
460       CLEAR_HARD_REG_SET (processed_hard_reg_set);
461       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
462         {
463           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][i] = -1;
464           ira_class_hard_reg_index[cl][i] = -1;
465         }
466       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
467         {
468 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
469           hard_regno = reg_alloc_order[i];
470 #else
471           hard_regno = i;
472 #endif
473           if (TEST_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno))
474             continue;
475           SET_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno);
476           if (! TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, hard_regno))
477             ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = -1;
478           else
479             {
480               ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = n;
481               ira_class_hard_regs[cl][n++] = hard_regno;
482             }
483         }
484       ira_class_hard_regs_num[cl] = n;
485       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
486         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, i))
487           ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][n++] = i;
488       ira_assert (ira_class_hard_regs_num[cl] == n);
489     }
490 }
491
492 /* Set up IRA_AVAILABLE_CLASS_REGS.  */
493 static void
494 setup_available_class_regs (void)
495 {
496   int i, j;
497
498   memset (ira_available_class_regs, 0, sizeof (ira_available_class_regs));
499   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
500     {
501       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
502       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
503       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
504         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, j))
505           ira_available_class_regs[i]++;
506     }
507 }
508
509 /* Set up global variables defining info about hard registers for the
510    allocation.  These depend on USE_HARD_FRAME_P whose TRUE value means
511    that we can use the hard frame pointer for the allocation.  */
512 static void
513 setup_alloc_regs (bool use_hard_frame_p)
514 {
515 #ifdef ADJUST_REG_ALLOC_ORDER
516   ADJUST_REG_ALLOC_ORDER;
517 #endif
518   COPY_HARD_REG_SET (no_unit_alloc_regs, fixed_reg_set);
519   if (! use_hard_frame_p)
520     SET_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
521   setup_class_hard_regs ();
522   setup_available_class_regs ();
523 }
524
525 \f
526
527 #define alloc_reg_class_subclasses \
528   (this_target_ira_int->x_alloc_reg_class_subclasses)
529
530 /* Initialize the table of subclasses of each reg class.  */
531 static void
532 setup_reg_subclasses (void)
533 {
534   int i, j;
535   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
536
537   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
538     for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
539       alloc_reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
540
541   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
542     {
543       if (i == (int) NO_REGS)
544         continue;
545
546       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
547       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
548       if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
549         continue;
550       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
551         if (i != j)
552           {
553             enum reg_class *p;
554
555             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
556             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
557             if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
558                                          temp_hard_regset2))
559               continue;
560             p = &alloc_reg_class_subclasses[j][0];
561             while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
562             *p = (enum reg_class) i;
563           }
564     }
565 }
566
567 \f
568
569 /* Set up IRA_MEMORY_MOVE_COST and IRA_MAX_MEMORY_MOVE_COST.  */
570 static void
571 setup_class_subset_and_memory_move_costs (void)
572 {
573   int cl, cl2, mode, cost;
574   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
575
576   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
577     ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
578       = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1] = SHRT_MAX;
579   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
580     {
581       if (cl != (int) NO_REGS)
582         for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
583           {
584             ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0]
585               = ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
586               = memory_move_cost ((enum machine_mode) mode,
587                                   (reg_class_t) cl, false);
588             ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1]
589               = ira_memory_move_cost[mode][cl][1]
590               = memory_move_cost ((enum machine_mode) mode,
591                                   (reg_class_t) cl, true);
592             /* Costs for NO_REGS are used in cost calculation on the
593                1st pass when the preferred register classes are not
594                known yet.  In this case we take the best scenario.  */
595             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
596                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][0])
597               ira_max_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
598                 = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
599                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][0];
600             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
601                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][1])
602               ira_max_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
603                 = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
604                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][1];
605           }
606     }
607   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
608     for (cl2 = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl2 >= 0; cl2--)
609       {
610         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
611         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
612         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
613         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
614         ira_class_subset_p[cl][cl2]
615           = hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2);
616         if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset2)
617             && hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[cl2],
618                                       reg_class_contents[cl]))
619           for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
620             {
621               cost = ira_memory_move_cost[mode][cl2][0];
622               if (cost > ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0])
623                 ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0] = cost;
624               cost = ira_memory_move_cost[mode][cl2][1];
625               if (cost > ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1])
626                 ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1] = cost;
627             }
628       }
629   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
630     for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
631       {
632         ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
633           = ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0];
634         ira_memory_move_cost[mode][cl][1]
635           = ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1];
636       }
637   setup_reg_subclasses ();
638 }
639
640 \f
641
642 /* Define the following macro if allocation through malloc if
643    preferable.  */
644 #define IRA_NO_OBSTACK
645
646 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
647 /* Obstack used for storing all dynamic data (except bitmaps) of the
648    IRA.  */
649 static struct obstack ira_obstack;
650 #endif
651
652 /* Obstack used for storing all bitmaps of the IRA.  */
653 static struct bitmap_obstack ira_bitmap_obstack;
654
655 /* Allocate memory of size LEN for IRA data.  */
656 void *
657 ira_allocate (size_t len)
658 {
659   void *res;
660
661 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
662   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
663 #else
664   res = xmalloc (len);
665 #endif
666   return res;
667 }
668
669 /* Free memory ADDR allocated for IRA data.  */
670 void
671 ira_free (void *addr ATTRIBUTE_UNUSED)
672 {
673 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
674   /* do nothing */
675 #else
676   free (addr);
677 #endif
678 }
679
680
681 /* Allocate and returns bitmap for IRA.  */
682 bitmap
683 ira_allocate_bitmap (void)
684 {
685   return BITMAP_ALLOC (&ira_bitmap_obstack);
686 }
687
688 /* Free bitmap B allocated for IRA.  */
689 void
690 ira_free_bitmap (bitmap b ATTRIBUTE_UNUSED)
691 {
692   /* do nothing */
693 }
694
695 \f
696
697 /* Output information about allocation of all allocnos (except for
698    caps) into file F.  */
699 void
700 ira_print_disposition (FILE *f)
701 {
702   int i, n, max_regno;
703   ira_allocno_t a;
704   basic_block bb;
705
706   fprintf (f, "Disposition:");
707   max_regno = max_reg_num ();
708   for (n = 0, i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
709     for (a = ira_regno_allocno_map[i];
710          a != NULL;
711          a = ALLOCNO_NEXT_REGNO_ALLOCNO (a))
712       {
713         if (n % 4 == 0)
714           fprintf (f, "\n");
715         n++;
716         fprintf (f, " %4d:r%-4d", ALLOCNO_NUM (a), ALLOCNO_REGNO (a));
717         if ((bb = ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->bb) != NULL)
718           fprintf (f, "b%-3d", bb->index);
719         else
720           fprintf (f, "l%-3d", ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->loop->num);
721         if (ALLOCNO_HARD_REGNO (a) >= 0)
722           fprintf (f, " %3d", ALLOCNO_HARD_REGNO (a));
723         else
724           fprintf (f, " mem");
725       }
726   fprintf (f, "\n");
727 }
728
729 /* Outputs information about allocation of all allocnos into
730    stderr.  */
731 void
732 ira_debug_disposition (void)
733 {
734   ira_print_disposition (stderr);
735 }
736
737 \f
738
739 /* Set up ira_stack_reg_pressure_class which is the biggest pressure
740    register class containing stack registers or NO_REGS if there are
741    no stack registers.  To find this class, we iterate through all
742    register pressure classes and choose the first register pressure
743    class containing all the stack registers and having the biggest
744    size.  */
745 static void
746 setup_stack_reg_pressure_class (void)
747 {
748   ira_stack_reg_pressure_class = NO_REGS;
749 #ifdef STACK_REGS
750   {
751     int i, best, size;
752     enum reg_class cl;
753     HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
754
755     CLEAR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset);
756     for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
757       SET_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, i);
758     best = 0;
759     for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
760       {
761         cl = ira_pressure_classes[i];
762         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, temp_hard_regset);
763         AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl]);
764         size = hard_reg_set_size (temp_hard_regset2);
765         if (best < size)
766           {
767             best = size;
768             ira_stack_reg_pressure_class = cl;
769           }
770       }
771   }
772 #endif
773 }
774
775 /* Find pressure classes which are register classes for which we
776    calculate register pressure in IRA, register pressure sensitive
777    insn scheduling, and register pressure sensitive loop invariant
778    motion.
779
780    To make register pressure calculation easy, we always use
781    non-intersected register pressure classes.  A move of hard
782    registers from one register pressure class is not more expensive
783    than load and store of the hard registers.  Most likely an allocno
784    class will be a subset of a register pressure class and in many
785    cases a register pressure class.  That makes usage of register
786    pressure classes a good approximation to find a high register
787    pressure.  */
788 static void
789 setup_pressure_classes (void)
790 {
791   int cost, i, n, curr;
792   int cl, cl2;
793   enum reg_class pressure_classes[N_REG_CLASSES];
794   int m;
795   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
796   bool insert_p;
797
798   n = 0;
799   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
800     {
801       if (ira_available_class_regs[cl] == 0)
802         continue;
803       if (ira_available_class_regs[cl] != 1
804           /* A register class without subclasses may contain a few
805              hard registers and movement between them is costly
806              (e.g. SPARC FPCC registers).  We still should consider it
807              as a candidate for a pressure class.  */
808           && alloc_reg_class_subclasses[cl][0] != LIM_REG_CLASSES)
809         {
810           /* Check that the moves between any hard registers of the
811              current class are not more expensive for a legal mode
812              than load/store of the hard registers of the current
813              class.  Such class is a potential candidate to be a
814              register pressure class.  */
815           for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
816             {
817               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
818               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
819               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
820                                       ira_prohibited_class_mode_regs[cl][m]);
821               if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
822                 continue;
823               ira_init_register_move_cost_if_necessary ((enum machine_mode) m);
824               cost = ira_register_move_cost[m][cl][cl];
825               if (cost <= ira_max_memory_move_cost[m][cl][1]
826                   || cost <= ira_max_memory_move_cost[m][cl][0])
827                 break;
828             }
829           if (m >= NUM_MACHINE_MODES)
830             continue;
831         }
832       curr = 0;
833       insert_p = true;
834       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
835       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
836       /* Remove so far added pressure classes which are subset of the
837          current candidate class.  Prefer GENERAL_REGS as a pressure
838          register class to another class containing the same
839          allocatable hard registers.  We do this because machine
840          dependent cost hooks might give wrong costs for the latter
841          class but always give the right cost for the former class
842          (GENERAL_REGS).  */
843       for (i = 0; i < n; i++)
844         {
845           cl2 = pressure_classes[i];
846           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
847           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
848           if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2)
849               && (! hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2)
850                   || cl2 == (int) GENERAL_REGS))
851             {
852               pressure_classes[curr++] = (enum reg_class) cl2;
853               insert_p = false;
854               continue;
855             }
856           if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset)
857               && (! hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset)
858                   || cl == (int) GENERAL_REGS))
859             continue;
860           if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset))
861             insert_p = false;
862           pressure_classes[curr++] = (enum reg_class) cl2;
863         }
864       /* If the current candidate is a subset of a so far added
865          pressure class, don't add it to the list of the pressure
866          classes.  */
867       if (insert_p)
868         pressure_classes[curr++] = (enum reg_class) cl;
869       n = curr;
870     }
871 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
872   {
873     HARD_REG_SET ignore_hard_regs;
874
875     /* Check pressure classes correctness: here we check that hard
876        registers from all register pressure classes contains all hard
877        registers available for the allocation.  */
878     CLEAR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset);
879     CLEAR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2);
880     COPY_HARD_REG_SET (ignore_hard_regs, no_unit_alloc_regs);
881     for (cl = 0; cl < LIM_REG_CLASSES; cl++)
882       {
883         /* For some targets (like MIPS with MD_REGS), there are some
884            classes with hard registers available for allocation but
885            not able to hold value of any mode.  */
886         for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
887           if (contains_reg_of_mode[cl][m])
888             break;
889         if (m >= NUM_MACHINE_MODES)
890           {
891             IOR_HARD_REG_SET (ignore_hard_regs, reg_class_contents[cl]);
892             continue;
893           }
894         for (i = 0; i < n; i++)
895           if ((int) pressure_classes[i] == cl)
896             break;
897         IOR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl]);
898         if (i < n)
899           IOR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
900       }
901     for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
902       /* Some targets (like SPARC with ICC reg) have alocatable regs
903          for which no reg class is defined.  */
904       if (REGNO_REG_CLASS (i) == NO_REGS)
905         SET_HARD_REG_BIT (ignore_hard_regs, i);
906     AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, ignore_hard_regs);
907     AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, ignore_hard_regs);
908     ira_assert (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset));
909   }
910 #endif
911   ira_pressure_classes_num = 0;
912   for (i = 0; i < n; i++)
913     {
914       cl = (int) pressure_classes[i];
915       ira_reg_pressure_class_p[cl] = true;
916       ira_pressure_classes[ira_pressure_classes_num++] = (enum reg_class) cl;
917     }
918   setup_stack_reg_pressure_class ();
919 }
920
921 /* Set up IRA_ALLOCNO_CLASSES, IRA_ALLOCNO_CLASSES_NUM,
922    IRA_IMPORTANT_CLASSES, and IRA_IMPORTANT_CLASSES_NUM.
923
924    Target may have many subtargets and not all target hard regiters can
925    be used for allocation, e.g. x86 port in 32-bit mode can not use
926    hard registers introduced in x86-64 like r8-r15).  Some classes
927    might have the same allocatable hard registers, e.g.  INDEX_REGS
928    and GENERAL_REGS in x86 port in 32-bit mode.  To decrease different
929    calculations efforts we introduce allocno classes which contain
930    unique non-empty sets of allocatable hard-registers.
931
932    Pseudo class cost calculation in ira-costs.c is very expensive.
933    Therefore we are trying to decrease number of classes involved in
934    such calculation.  Register classes used in the cost calculation
935    are called important classes.  They are allocno classes and other
936    non-empty classes whose allocatable hard register sets are inside
937    of an allocno class hard register set.  From the first sight, it
938    looks like that they are just allocno classes.  It is not true.  In
939    example of x86-port in 32-bit mode, allocno classes will contain
940    GENERAL_REGS but not LEGACY_REGS (because allocatable hard
941    registers are the same for the both classes).  The important
942    classes will contain GENERAL_REGS and LEGACY_REGS.  It is done
943    because a machine description insn constraint may refers for
944    LEGACY_REGS and code in ira-costs.c is mostly base on investigation
945    of the insn constraints.  */
946 static void
947 setup_allocno_and_important_classes (void)
948 {
949   int i, j, n, cl;
950   bool set_p;
951   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
952   static enum reg_class classes[LIM_REG_CLASSES + 1];
953
954   n = 0;
955   /* Collect classes which contain unique sets of allocatable hard
956      registers.  Prefer GENERAL_REGS to other classes containing the
957      same set of hard registers.  */
958   for (i = 0; i < LIM_REG_CLASSES; i++)
959     {
960       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
961       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
962       for (j = 0; j < n; j++)
963         {
964           cl = classes[j];
965           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl]);
966           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
967                                   no_unit_alloc_regs);
968           if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
969                                     temp_hard_regset2))
970             break;
971         }
972       if (j >= n)
973         classes[n++] = (enum reg_class) i;
974       else if (i == GENERAL_REGS)
975         /* Prefer general regs.  For i386 example, it means that
976            we prefer GENERAL_REGS over INDEX_REGS or LEGACY_REGS
977            (all of them consists of the same available hard
978            registers).  */
979         classes[j] = (enum reg_class) i;
980     }
981   classes[n] = LIM_REG_CLASSES;
982
983   /* Set up classes which can be used for allocnos as classes
984      conatining non-empty unique sets of allocatable hard
985      registers.  */
986   ira_allocno_classes_num = 0;
987   for (i = 0; (cl = classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
988     {
989       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
990       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
991       if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
992         continue;
993       ira_allocno_classes[ira_allocno_classes_num++] = (enum reg_class) cl;
994     }
995   ira_important_classes_num = 0;
996   /* Add non-allocno classes containing to non-empty set of
997      allocatable hard regs.  */
998   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
999     {
1000       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
1001       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1002       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
1003         {
1004           set_p = false;
1005           for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
1006             {
1007               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
1008                                  reg_class_contents[ira_allocno_classes[j]]);
1009               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
1010               if ((enum reg_class) cl == ira_allocno_classes[j])
1011                 break;
1012               else if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
1013                                               temp_hard_regset2))
1014                 set_p = true;
1015             }
1016           if (set_p && j >= ira_allocno_classes_num)
1017             ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
1018               = (enum reg_class) cl;
1019         }
1020     }
1021   /* Now add allocno classes to the important classes.  */
1022   for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
1023     ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
1024       = ira_allocno_classes[j];
1025   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1026     {
1027       ira_reg_allocno_class_p[cl] = false;
1028       ira_reg_pressure_class_p[cl] = false;
1029     }
1030   for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
1031     ira_reg_allocno_class_p[ira_allocno_classes[j]] = true;
1032   setup_pressure_classes ();
1033 }
1034
1035 /* Setup translation in CLASS_TRANSLATE of all classes into a class
1036    given by array CLASSES of length CLASSES_NUM.  The function is used
1037    make translation any reg class to an allocno class or to an
1038    pressure class.  This translation is necessary for some
1039    calculations when we can use only allocno or pressure classes and
1040    such translation represents an approximate representation of all
1041    classes.
1042
1043    The translation in case when allocatable hard register set of a
1044    given class is subset of allocatable hard register set of a class
1045    in CLASSES is pretty simple.  We use smallest classes from CLASSES
1046    containing a given class.  If allocatable hard register set of a
1047    given class is not a subset of any corresponding set of a class
1048    from CLASSES, we use the cheapest (with load/store point of view)
1049    class from CLASSES whose set intersects with given class set */
1050 static void
1051 setup_class_translate_array (enum reg_class *class_translate,
1052                              int classes_num, enum reg_class *classes)
1053 {
1054   int cl, mode;
1055   enum reg_class aclass, best_class, *cl_ptr;
1056   int i, cost, min_cost, best_cost;
1057
1058   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1059     class_translate[cl] = NO_REGS;
1060
1061   for (i = 0; i < classes_num; i++)
1062     {
1063       aclass = classes[i];
1064       for (cl_ptr = &alloc_reg_class_subclasses[aclass][0];
1065            (cl = *cl_ptr) != LIM_REG_CLASSES;
1066            cl_ptr++)
1067         if (class_translate[cl] == NO_REGS)
1068           class_translate[cl] = aclass;
1069       class_translate[aclass] = aclass;
1070     }
1071   /* For classes which are not fully covered by one of given classes
1072      (in other words covered by more one given class), use the
1073      cheapest class.  */
1074   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1075     {
1076       if (cl == NO_REGS || class_translate[cl] != NO_REGS)
1077         continue;
1078       best_class = NO_REGS;
1079       best_cost = INT_MAX;
1080       for (i = 0; i < classes_num; i++)
1081         {
1082           aclass = classes[i];
1083           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
1084                              reg_class_contents[aclass]);
1085           AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
1086           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1087           if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
1088             {
1089               min_cost = INT_MAX;
1090               for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1091                 {
1092                   cost = (ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
1093                           + ira_memory_move_cost[mode][cl][1]);
1094                   if (min_cost > cost)
1095                     min_cost = cost;
1096                 }
1097               if (best_class == NO_REGS || best_cost > min_cost)
1098                 {
1099                   best_class = aclass;
1100                   best_cost = min_cost;
1101                 }
1102             }
1103         }
1104       class_translate[cl] = best_class;
1105     }
1106 }
1107
1108 /* Set up array IRA_ALLOCNO_CLASS_TRANSLATE and
1109    IRA_PRESSURE_CLASS_TRANSLATE.  */
1110 static void
1111 setup_class_translate (void)
1112 {
1113   setup_class_translate_array (ira_allocno_class_translate,
1114                                ira_allocno_classes_num, ira_allocno_classes);
1115   setup_class_translate_array (ira_pressure_class_translate,
1116                                ira_pressure_classes_num, ira_pressure_classes);
1117 }
1118
1119 /* Order numbers of allocno classes in original target allocno class
1120    array, -1 for non-allocno classes.  */
1121 static int allocno_class_order[N_REG_CLASSES];
1122
1123 /* The function used to sort the important classes.  */
1124 static int
1125 comp_reg_classes_func (const void *v1p, const void *v2p)
1126 {
1127   enum reg_class cl1 = *(const enum reg_class *) v1p;
1128   enum reg_class cl2 = *(const enum reg_class *) v2p;
1129   enum reg_class tcl1, tcl2;
1130   int diff;
1131
1132   tcl1 = ira_allocno_class_translate[cl1];
1133   tcl2 = ira_allocno_class_translate[cl2];
1134   if (tcl1 != NO_REGS && tcl2 != NO_REGS
1135       && (diff = allocno_class_order[tcl1] - allocno_class_order[tcl2]) != 0)
1136     return diff;
1137   return (int) cl1 - (int) cl2;
1138 }
1139
1140 /* For correct work of function setup_reg_class_relation we need to
1141    reorder important classes according to the order of their allocno
1142    classes.  It places important classes containing the same
1143    allocatable hard register set adjacent to each other and allocno
1144    class with the allocatable hard register set right after the other
1145    important classes with the same set.
1146
1147    In example from comments of function
1148    setup_allocno_and_important_classes, it places LEGACY_REGS and
1149    GENERAL_REGS close to each other and GENERAL_REGS is after
1150    LEGACY_REGS.  */
1151 static void
1152 reorder_important_classes (void)
1153 {
1154   int i;
1155
1156   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
1157     allocno_class_order[i] = -1;
1158   for (i = 0; i < ira_allocno_classes_num; i++)
1159     allocno_class_order[ira_allocno_classes[i]] = i;
1160   qsort (ira_important_classes, ira_important_classes_num,
1161          sizeof (enum reg_class), comp_reg_classes_func);
1162   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1163     ira_important_class_nums[ira_important_classes[i]] = i;
1164 }
1165
1166 /* Set up IRA_REG_CLASS_SUBUNION, IRA_REG_CLASS_SUPERUNION,
1167    IRA_REG_CLASS_SUPER_CLASSES, IRA_REG_CLASSES_INTERSECT, and
1168    IRA_REG_CLASSES_INTERSECT_P.  For the meaning of the relations,
1169    please see corresponding comments in ira-int.h.  */
1170 static void
1171 setup_reg_class_relations (void)
1172 {
1173   int i, cl1, cl2, cl3;
1174   HARD_REG_SET intersection_set, union_set, temp_set2;
1175   bool important_class_p[N_REG_CLASSES];
1176
1177   memset (important_class_p, 0, sizeof (important_class_p));
1178   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1179     important_class_p[ira_important_classes[i]] = true;
1180   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1181     {
1182       ira_reg_class_super_classes[cl1][0] = LIM_REG_CLASSES;
1183       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1184         {
1185           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2] = false;
1186           ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = NO_REGS;
1187           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
1188           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1189           COPY_HARD_REG_SET (temp_set2, reg_class_contents[cl2]);
1190           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1191           if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset)
1192               && hard_reg_set_empty_p (temp_set2))
1193             {
1194               /* The both classes have no allocatable hard registers
1195                  -- take all class hard registers into account and use
1196                  reg_class_subunion and reg_class_superunion.  */
1197               for (i = 0;; i++)
1198                 {
1199                   cl3 = reg_class_subclasses[cl1][i];
1200                   if (cl3 == LIM_REG_CLASSES)
1201                     break;
1202                   if (reg_class_subset_p (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2],
1203                                           (enum reg_class) cl3))
1204                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1205                 }
1206               ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] = reg_class_subunion[cl1][cl2];
1207               ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] = reg_class_superunion[cl1][cl2];
1208               continue;
1209             }
1210           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2]
1211             = hard_reg_set_intersect_p (temp_hard_regset, temp_set2);
1212           if (important_class_p[cl1] && important_class_p[cl2]
1213               && hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2))
1214             {
1215               /* CL1 and CL2 are important classes and CL1 allocatable
1216                  hard register set is inside of CL2 allocatable hard
1217                  registers -- make CL1 a superset of CL2.  */
1218               enum reg_class *p;
1219
1220               p = &ira_reg_class_super_classes[cl1][0];
1221               while (*p != LIM_REG_CLASSES)
1222                 p++;
1223               *p++ = (enum reg_class) cl2;
1224               *p = LIM_REG_CLASSES;
1225             }
1226           ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] = NO_REGS;
1227           ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] = NO_REGS;
1228           COPY_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl1]);
1229           AND_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl2]);
1230           AND_COMPL_HARD_REG_SET (intersection_set, no_unit_alloc_regs);
1231           COPY_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl1]);
1232           IOR_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl2]);
1233           AND_COMPL_HARD_REG_SET (union_set, no_unit_alloc_regs);
1234           for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1235             {
1236               cl3 = ira_important_classes[i];
1237               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl3]);
1238               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1239               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, intersection_set))
1240                 {
1241                   /* CL3 allocatable hard register set is inside of
1242                      intersection of allocatable hard register sets
1243                      of CL1 and CL2.  */
1244                   COPY_HARD_REG_SET
1245                     (temp_set2,
1246                      reg_class_contents[(int)
1247                                         ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]]);
1248                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1249                   if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1250                       /* If the allocatable hard register sets are the
1251                          same, prefer GENERAL_REGS or the smallest
1252                          class for debugging purposes.  */
1253                       || (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1254                           && (cl3 == GENERAL_REGS
1255                               || (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] != GENERAL_REGS
1256                                   && hard_reg_set_subset_p
1257                                      (reg_class_contents[cl3],
1258                                       reg_class_contents
1259                                       [(int) ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]])))))
1260                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1261                 }
1262               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, union_set))
1263                 {
1264                   /* CL3 allocatbale hard register set is inside of
1265                      union of allocatable hard register sets of CL1
1266                      and CL2.  */
1267                   COPY_HARD_REG_SET
1268                     (temp_set2,
1269                      reg_class_contents[(int) ira_reg_class_subunion[cl1][cl2]]);
1270                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1271                   if (ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] == NO_REGS
1272                       || (hard_reg_set_subset_p (temp_set2, temp_hard_regset)
1273                           
1274                           && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
1275                                                       temp_hard_regset)
1276                               || cl3 == GENERAL_REGS
1277                               /* If the allocatable hard register sets are the
1278                                  same, prefer GENERAL_REGS or the smallest
1279                                  class for debugging purposes.  */
1280                               || (ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] != GENERAL_REGS
1281                                   && hard_reg_set_subset_p
1282                                      (reg_class_contents[cl3],
1283                                       reg_class_contents
1284                                       [(int) ira_reg_class_subunion[cl1][cl2]])))))
1285                     ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1286                 }
1287               if (hard_reg_set_subset_p (union_set, temp_hard_regset))
1288                 {
1289                   /* CL3 allocatable hard register set contains union
1290                      of allocatable hard register sets of CL1 and
1291                      CL2.  */
1292                   COPY_HARD_REG_SET
1293                     (temp_set2,
1294                      reg_class_contents[(int) ira_reg_class_superunion[cl1][cl2]]);
1295                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1296                   if (ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] == NO_REGS
1297                       || (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1298
1299                           && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
1300                                                       temp_hard_regset)
1301                               || cl3 == GENERAL_REGS
1302                               /* If the allocatable hard register sets are the
1303                                  same, prefer GENERAL_REGS or the smallest
1304                                  class for debugging purposes.  */
1305                               || (ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] != GENERAL_REGS
1306                                   && hard_reg_set_subset_p
1307                                      (reg_class_contents[cl3],
1308                                       reg_class_contents
1309                                       [(int) ira_reg_class_superunion[cl1][cl2]])))))
1310                     ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1311                 }
1312             }
1313         }
1314     }
1315 }
1316
1317 /* Output all possible allocno classes and the translation map into
1318    file F.  */
1319 static void
1320 print_classes (FILE *f, bool pressure_p)
1321 {
1322   int classes_num = (pressure_p
1323                      ? ira_pressure_classes_num : ira_allocno_classes_num);
1324   enum reg_class *classes = (pressure_p
1325                              ? ira_pressure_classes : ira_allocno_classes);
1326   enum reg_class *class_translate = (pressure_p
1327                                      ? ira_pressure_class_translate
1328                                      : ira_allocno_class_translate);
1329   static const char *const reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
1330   int i;
1331
1332   fprintf (f, "%s classes:\n", pressure_p ? "Pressure" : "Allocno");
1333   for (i = 0; i < classes_num; i++)
1334     fprintf (f, " %s", reg_class_names[classes[i]]);
1335   fprintf (f, "\nClass translation:\n");
1336   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
1337     fprintf (f, " %s -> %s\n", reg_class_names[i],
1338              reg_class_names[class_translate[i]]);
1339 }
1340
1341 /* Output all possible allocno and translation classes and the
1342    translation maps into stderr.  */
1343 void
1344 ira_debug_allocno_classes (void)
1345 {
1346   print_classes (stderr, false);
1347   print_classes (stderr, true);
1348 }
1349
1350 /* Set up different arrays concerning class subsets, allocno and
1351    important classes.  */
1352 static void
1353 find_reg_classes (void)
1354 {
1355   setup_allocno_and_important_classes ();
1356   setup_class_translate ();
1357   reorder_important_classes ();
1358   setup_reg_class_relations ();
1359 }
1360
1361 \f
1362
1363 /* Set up the array above.  */
1364 static void
1365 setup_hard_regno_aclass (void)
1366 {
1367   int i;
1368
1369   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1370     {
1371 #if 1
1372       ira_hard_regno_allocno_class[i]
1373         = (TEST_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, i)
1374            ? NO_REGS
1375            : ira_allocno_class_translate[REGNO_REG_CLASS (i)]);
1376 #else
1377       int j;
1378       enum reg_class cl;
1379       ira_hard_regno_allocno_class[i] = NO_REGS;
1380       for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
1381         {
1382           cl = ira_allocno_classes[j];
1383           if (ira_class_hard_reg_index[cl][i] >= 0)
1384             {
1385               ira_hard_regno_allocno_class[i] = cl;
1386               break;
1387             }
1388         }
1389 #endif
1390     }
1391 }
1392
1393 \f
1394
1395 /* Form IRA_REG_CLASS_MAX_NREGS and IRA_REG_CLASS_MIN_NREGS maps.  */
1396 static void
1397 setup_reg_class_nregs (void)
1398 {
1399   int i, cl, cl2, m;
1400
1401   for (m = 0; m < MAX_MACHINE_MODE; m++)
1402     {
1403       for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1404         ira_reg_class_max_nregs[cl][m]
1405           = ira_reg_class_min_nregs[cl][m]
1406           = targetm.class_max_nregs ((reg_class_t) cl, (enum machine_mode) m);
1407       for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1408         for (i = 0;
1409              (cl2 = alloc_reg_class_subclasses[cl][i]) != LIM_REG_CLASSES;
1410              i++)
1411           if (ira_reg_class_min_nregs[cl2][m]
1412               < ira_reg_class_min_nregs[cl][m])
1413             ira_reg_class_min_nregs[cl][m] = ira_reg_class_min_nregs[cl2][m];
1414     }
1415 }
1416
1417 \f
1418
1419 /* Set up IRA_PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS.  */
1420 static void
1421 setup_prohibited_class_mode_regs (void)
1422 {
1423   int j, k, hard_regno, cl;
1424
1425   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
1426     {
1427       for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
1428         {
1429           CLEAR_HARD_REG_SET (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j]);
1430           for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
1431             {
1432               hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
1433               if (! HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, (enum machine_mode) j))
1434                 SET_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j],
1435                                   hard_regno);
1436             }
1437         }
1438     }
1439 }
1440
1441 /* Clarify IRA_PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS by excluding hard registers
1442    spanning from one register pressure class to another one.  It is
1443    called after defining the pressure classes.  */
1444 static void
1445 clarify_prohibited_class_mode_regs (void)
1446 {
1447   int j, k, hard_regno, cl, pclass, nregs;
1448
1449   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
1450     for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
1451       for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
1452         {
1453           hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
1454           if (TEST_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j], hard_regno))
1455             continue;
1456           nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][j];
1457           if (hard_regno + nregs > FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1458             {
1459               SET_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j],
1460                                 hard_regno);
1461                continue;
1462             }
1463           pclass = ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (hard_regno)];
1464           for (nregs-- ;nregs >= 0; nregs--)
1465             if (((enum reg_class) pclass
1466                  != ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS
1467                                                  (hard_regno + nregs)]))
1468               {
1469                 SET_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j],
1470                                   hard_regno);
1471                 break;
1472               }
1473         }
1474 }
1475
1476 \f
1477
1478 /* Allocate and initialize IRA_REGISTER_MOVE_COST,
1479    IRA_MAX_REGISTER_MOVE_COST, IRA_MAY_MOVE_IN_COST,
1480    IRA_MAY_MOVE_OUT_COST, IRA_MAX_MAY_MOVE_IN_COST, and
1481    IRA_MAX_MAY_MOVE_OUT_COST for MODE if it is not done yet.  */
1482 void
1483 ira_init_register_move_cost (enum machine_mode mode)
1484 {
1485   int cl1, cl2, cl3;
1486
1487   ira_assert (ira_register_move_cost[mode] == NULL
1488               && ira_max_register_move_cost[mode] == NULL
1489               && ira_may_move_in_cost[mode] == NULL
1490               && ira_may_move_out_cost[mode] == NULL
1491               && ira_max_may_move_in_cost[mode] == NULL
1492               && ira_max_may_move_out_cost[mode] == NULL);
1493   if (move_cost[mode] == NULL)
1494     init_move_cost (mode);
1495   ira_register_move_cost[mode] = move_cost[mode];
1496   /* Don't use ira_allocate because the tables exist out of scope of a
1497      IRA call.  */
1498   ira_max_register_move_cost[mode]
1499     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1500   memcpy (ira_max_register_move_cost[mode], ira_register_move_cost[mode],
1501           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1502   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1503     {
1504       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
1505       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1506       if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
1507         continue;
1508       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1509         if (hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[cl1],
1510                                    reg_class_contents[cl2]))
1511           for (cl3 = 0; cl3 < N_REG_CLASSES; cl3++)
1512             {
1513               if (ira_max_register_move_cost[mode][cl2][cl3]
1514                   < ira_register_move_cost[mode][cl1][cl3])
1515                 ira_max_register_move_cost[mode][cl2][cl3]
1516                   = ira_register_move_cost[mode][cl1][cl3];
1517               if (ira_max_register_move_cost[mode][cl3][cl2]
1518                   < ira_register_move_cost[mode][cl3][cl1])
1519                 ira_max_register_move_cost[mode][cl3][cl2]
1520                   = ira_register_move_cost[mode][cl3][cl1];
1521             }
1522     }
1523   ira_may_move_in_cost[mode]
1524     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1525   memcpy (ira_may_move_in_cost[mode], may_move_in_cost[mode],
1526           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1527   ira_may_move_out_cost[mode]
1528     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1529   memcpy (ira_may_move_out_cost[mode], may_move_out_cost[mode],
1530           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1531   ira_max_may_move_in_cost[mode]
1532     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1533   memcpy (ira_max_may_move_in_cost[mode], ira_max_register_move_cost[mode],
1534           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1535   ira_max_may_move_out_cost[mode]
1536     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1537   memcpy (ira_max_may_move_out_cost[mode], ira_max_register_move_cost[mode],
1538           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1539   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1540     {
1541       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1542         {
1543           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl2]);
1544           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1545           if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
1546             continue;
1547           if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
1548             ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1549           if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
1550             ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1551           if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
1552             ira_max_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1553           if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
1554             ira_max_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1555           ira_register_move_cost[mode][cl1][cl2]
1556             = ira_max_register_move_cost[mode][cl1][cl2];
1557           ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2]
1558             = ira_max_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2];
1559           ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2]
1560             = ira_max_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2];
1561         }
1562     }
1563 }
1564
1565 \f
1566
1567 /* This is called once during compiler work.  It sets up
1568    different arrays whose values don't depend on the compiled
1569    function.  */
1570 void
1571 ira_init_once (void)
1572 {
1573   int mode;
1574
1575   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1576     {
1577       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1578       ira_max_register_move_cost[mode] = NULL;
1579       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1580       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1581       ira_max_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1582       ira_max_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1583     }
1584   ira_init_costs_once ();
1585 }
1586
1587 /* Free ira_max_register_move_cost, ira_may_move_in_cost,
1588    ira_may_move_out_cost, ira_max_may_move_in_cost, and
1589    ira_max_may_move_out_cost for each mode.  */
1590 static void
1591 free_register_move_costs (void)
1592 {
1593   int mode;
1594
1595   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1596     {
1597       free (ira_max_register_move_cost[mode]);
1598       free (ira_may_move_in_cost[mode]);
1599       free (ira_may_move_out_cost[mode]);
1600       free (ira_max_may_move_in_cost[mode]);
1601       free (ira_max_may_move_out_cost[mode]);
1602       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1603       ira_max_register_move_cost[mode] = NULL;
1604       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1605       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1606       ira_max_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1607       ira_max_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1608     }
1609 }
1610
1611 /* This is called every time when register related information is
1612    changed.  */
1613 void
1614 ira_init (void)
1615 {
1616   free_register_move_costs ();
1617   setup_reg_mode_hard_regset ();
1618   setup_alloc_regs (flag_omit_frame_pointer != 0);
1619   setup_class_subset_and_memory_move_costs ();
1620   setup_reg_class_nregs ();
1621   setup_prohibited_class_mode_regs ();
1622   find_reg_classes ();
1623   clarify_prohibited_class_mode_regs ();
1624   setup_hard_regno_aclass ();
1625   ira_init_costs ();
1626 }
1627
1628 /* Function called once at the end of compiler work.  */
1629 void
1630 ira_finish_once (void)
1631 {
1632   ira_finish_costs_once ();
1633   free_register_move_costs ();
1634 }
1635
1636 \f
1637 #define ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p \
1638   (this_target_ira_int->x_ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
1639
1640 /* Set up IRA_PROHIBITED_MODE_MOVE_REGS.  */
1641 static void
1642 setup_prohibited_mode_move_regs (void)
1643 {
1644   int i, j;
1645   rtx test_reg1, test_reg2, move_pat, move_insn;
1646
1647   if (ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
1648     return;
1649   ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = true;
1650   test_reg1 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1651   test_reg2 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1652   move_pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, test_reg1, test_reg2);
1653   move_insn = gen_rtx_INSN (VOIDmode, 0, 0, 0, 0, move_pat, 0, -1, 0);
1654   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
1655     {
1656       SET_HARD_REG_SET (ira_prohibited_mode_move_regs[i]);
1657       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
1658         {
1659           if (! HARD_REGNO_MODE_OK (j, (enum machine_mode) i))
1660             continue;
1661           SET_REGNO_RAW (test_reg1, j);
1662           PUT_MODE (test_reg1, (enum machine_mode) i);
1663           SET_REGNO_RAW (test_reg2, j);
1664           PUT_MODE (test_reg2, (enum machine_mode) i);
1665           INSN_CODE (move_insn) = -1;
1666           recog_memoized (move_insn);
1667           if (INSN_CODE (move_insn) < 0)
1668             continue;
1669           extract_insn (move_insn);
1670           if (! constrain_operands (1))
1671             continue;
1672           CLEAR_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_mode_move_regs[i], j);
1673         }
1674     }
1675 }
1676
1677 \f
1678
1679 /* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading X.  */
1680 static bool
1681 ira_bad_reload_regno_1 (int regno, rtx x)
1682 {
1683   int x_regno, n, i;
1684   ira_allocno_t a;
1685   enum reg_class pref;
1686
1687   /* We only deal with pseudo regs.  */
1688   if (! x || GET_CODE (x) != REG)
1689     return false;
1690
1691   x_regno = REGNO (x);
1692   if (x_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1693     return false;
1694
1695   /* If the pseudo prefers REGNO explicitly, then do not consider
1696      REGNO a bad spill choice.  */
1697   pref = reg_preferred_class (x_regno);
1698   if (reg_class_size[pref] == 1)
1699     return !TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[pref], regno);
1700
1701   /* If the pseudo conflicts with REGNO, then we consider REGNO a
1702      poor choice for a reload regno.  */
1703   a = ira_regno_allocno_map[x_regno];
1704   n = ALLOCNO_NUM_OBJECTS (a);
1705   for (i = 0; i < n; i++)
1706     {
1707       ira_object_t obj = ALLOCNO_OBJECT (a, i);
1708       if (TEST_HARD_REG_BIT (OBJECT_TOTAL_CONFLICT_HARD_REGS (obj), regno))
1709         return true;
1710     }
1711   return false;
1712 }
1713
1714 /* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading
1715    IN or OUT.  */
1716 bool
1717 ira_bad_reload_regno (int regno, rtx in, rtx out)
1718 {
1719   return (ira_bad_reload_regno_1 (regno, in)
1720           || ira_bad_reload_regno_1 (regno, out));
1721 }
1722
1723 /* Return TRUE if *LOC contains an asm.  */
1724 static int
1725 insn_contains_asm_1 (rtx *loc, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1726 {
1727   if ( !*loc)
1728     return FALSE;
1729   if (GET_CODE (*loc) == ASM_OPERANDS)
1730     return TRUE;
1731   return FALSE;
1732 }
1733
1734
1735 /* Return TRUE if INSN contains an ASM.  */
1736 static bool
1737 insn_contains_asm (rtx insn)
1738 {
1739   return for_each_rtx (&insn, insn_contains_asm_1, NULL);
1740 }
1741
1742 /* Add register clobbers from asm statements.  */
1743 static void
1744 compute_regs_asm_clobbered (void)
1745 {
1746   basic_block bb;
1747
1748   FOR_EACH_BB (bb)
1749     {
1750       rtx insn;
1751       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
1752         {
1753           df_ref *def_rec;
1754
1755           if (insn_contains_asm (insn))
1756             for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
1757               {
1758                 df_ref def = *def_rec;
1759                 unsigned int dregno = DF_REF_REGNO (def);
1760                 if (HARD_REGISTER_NUM_P (dregno))
1761                   add_to_hard_reg_set (&crtl->asm_clobbers,
1762                                        GET_MODE (DF_REF_REAL_REG (def)),
1763                                        dregno);
1764               }
1765         }
1766     }
1767 }
1768
1769
1770 /* Set up ELIMINABLE_REGSET, IRA_NO_ALLOC_REGS, and REGS_EVER_LIVE.  */
1771 void
1772 ira_setup_eliminable_regset (void)
1773 {
1774 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1775   int i;
1776   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
1777 #endif
1778   /* FIXME: If EXIT_IGNORE_STACK is set, we will not save and restore
1779      sp for alloca.  So we can't eliminate the frame pointer in that
1780      case.  At some point, we should improve this by emitting the
1781      sp-adjusting insns for this case.  */
1782   int need_fp
1783     = (! flag_omit_frame_pointer
1784        || (cfun->calls_alloca && EXIT_IGNORE_STACK)
1785        /* We need the frame pointer to catch stack overflow exceptions
1786           if the stack pointer is moving.  */
1787        || (flag_stack_check && STACK_CHECK_MOVING_SP)
1788        || crtl->accesses_prior_frames
1789        || crtl->stack_realign_needed
1790        || targetm.frame_pointer_required ());
1791
1792   frame_pointer_needed = need_fp;
1793
1794   COPY_HARD_REG_SET (ira_no_alloc_regs, no_unit_alloc_regs);
1795   CLEAR_HARD_REG_SET (eliminable_regset);
1796
1797   compute_regs_asm_clobbered ();
1798
1799   /* Build the regset of all eliminable registers and show we can't
1800      use those that we already know won't be eliminated.  */
1801 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1802   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
1803     {
1804       bool cannot_elim
1805         = (! targetm.can_eliminate (eliminables[i].from, eliminables[i].to)
1806            || (eliminables[i].to == STACK_POINTER_REGNUM && need_fp));
1807
1808       if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, eliminables[i].from))
1809         {
1810             SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, eliminables[i].from);
1811
1812             if (cannot_elim)
1813               SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, eliminables[i].from);
1814         }
1815       else if (cannot_elim)
1816         error ("%s cannot be used in asm here",
1817                reg_names[eliminables[i].from]);
1818       else
1819         df_set_regs_ever_live (eliminables[i].from, true);
1820     }
1821 #if !HARD_FRAME_POINTER_IS_FRAME_POINTER
1822   if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
1823     {
1824       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1825       if (need_fp)
1826         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1827     }
1828   else if (need_fp)
1829     error ("%s cannot be used in asm here",
1830            reg_names[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM]);
1831   else
1832     df_set_regs_ever_live (HARD_FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1833 #endif
1834
1835 #else
1836   if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
1837     {
1838       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, FRAME_POINTER_REGNUM);
1839       if (need_fp)
1840         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, FRAME_POINTER_REGNUM);
1841     }
1842   else if (need_fp)
1843     error ("%s cannot be used in asm here", reg_names[FRAME_POINTER_REGNUM]);
1844   else
1845     df_set_regs_ever_live (FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1846 #endif
1847 }
1848
1849 \f
1850
1851 /* The length of the following two arrays.  */
1852 int ira_reg_equiv_len;
1853
1854 /* The element value is TRUE if the corresponding regno value is
1855    invariant.  */
1856 bool *ira_reg_equiv_invariant_p;
1857
1858 /* The element value is equiv constant of given pseudo-register or
1859    NULL_RTX.  */
1860 rtx *ira_reg_equiv_const;
1861
1862 /* Set up the two arrays declared above.  */
1863 static void
1864 find_reg_equiv_invariant_const (void)
1865 {
1866   unsigned int i;
1867   bool invariant_p;
1868   rtx list, insn, note, constant, x;
1869
1870   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < VEC_length (reg_equivs_t, reg_equivs); i++)
1871     {
1872       constant = NULL_RTX;
1873       invariant_p = false;
1874       for (list = reg_equiv_init (i); list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
1875         {
1876           insn = XEXP (list, 0);
1877           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1878
1879           if (note == NULL_RTX)
1880             continue;
1881
1882           x = XEXP (note, 0);
1883
1884           if (! CONSTANT_P (x)
1885               || ! flag_pic || LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P (x))
1886             {
1887               /* It can happen that a REG_EQUIV note contains a MEM
1888                  that is not a legitimate memory operand.  As later
1889                  stages of the reload assume that all addresses found
1890                  in the reg_equiv_* arrays were originally legitimate,
1891                  we ignore such REG_EQUIV notes.  */
1892               if (memory_operand (x, VOIDmode))
1893                 invariant_p = MEM_READONLY_P (x);
1894               else if (function_invariant_p (x))
1895                 {
1896                   if (GET_CODE (x) == PLUS
1897                       || x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
1898                     invariant_p = true;
1899                   else
1900                     constant = x;
1901                 }
1902             }
1903         }
1904       ira_reg_equiv_invariant_p[i] = invariant_p;
1905       ira_reg_equiv_const[i] = constant;
1906     }
1907 }
1908
1909 \f
1910
1911 /* Vector of substitutions of register numbers,
1912    used to map pseudo regs into hardware regs.
1913    This is set up as a result of register allocation.
1914    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
1915    or is -1 if no hard reg was assigned.
1916    If N is a hard reg number, element N is N.  */
1917 short *reg_renumber;
1918
1919 /* Set up REG_RENUMBER and CALLER_SAVE_NEEDED (used by reload) from
1920    the allocation found by IRA.  */
1921 static void
1922 setup_reg_renumber (void)
1923 {
1924   int regno, hard_regno;
1925   ira_allocno_t a;
1926   ira_allocno_iterator ai;
1927
1928   caller_save_needed = 0;
1929   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1930     {
1931       /* There are no caps at this point.  */
1932       ira_assert (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) == NULL);
1933       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1934         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1935            somewhere in a region.  */
1936         ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = true;
1937       ira_free_allocno_updated_costs (a);
1938       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1939       regno = ALLOCNO_REGNO (a);
1940       reg_renumber[regno] = (hard_regno < 0 ? -1 : hard_regno);
1941       if (hard_regno >= 0)
1942         {
1943           int i, nwords;
1944           enum reg_class pclass;
1945           ira_object_t obj;
1946           
1947           pclass = ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (hard_regno)];
1948           nwords = ALLOCNO_NUM_OBJECTS (a);
1949           for (i = 0; i < nwords; i++)
1950             {
1951               obj = ALLOCNO_OBJECT (a, i);
1952               IOR_COMPL_HARD_REG_SET (OBJECT_TOTAL_CONFLICT_HARD_REGS (obj),
1953                                       reg_class_contents[pclass]);
1954             }
1955           if (ALLOCNO_CALLS_CROSSED_NUM (a) != 0
1956               && ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1957                                               call_used_reg_set))
1958             {
1959               ira_assert (!optimize || flag_caller_saves
1960                           || regno >= ira_reg_equiv_len
1961                           || ira_reg_equiv_const[regno]
1962                           || ira_reg_equiv_invariant_p[regno]);
1963               caller_save_needed = 1;
1964             }
1965         }
1966     }
1967 }
1968
1969 /* Set up allocno assignment flags for further allocation
1970    improvements.  */
1971 static void
1972 setup_allocno_assignment_flags (void)
1973 {
1974   int hard_regno;
1975   ira_allocno_t a;
1976   ira_allocno_iterator ai;
1977
1978   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1979     {
1980       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1981         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1982            somewhere in a region.  */
1983         ira_free_allocno_updated_costs (a);
1984       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1985       /* Don't assign hard registers to allocnos which are destination
1986          of removed store at the end of loop.  It has no sense to keep
1987          the same value in different hard registers.  It is also
1988          impossible to assign hard registers correctly to such
1989          allocnos because the cost info and info about intersected
1990          calls are incorrect for them.  */
1991       ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = (hard_regno >= 0
1992                                 || ALLOCNO_EMIT_DATA (a)->mem_optimized_dest_p
1993                                 || (ALLOCNO_MEMORY_COST (a)
1994                                     - ALLOCNO_CLASS_COST (a)) < 0);
1995       ira_assert (hard_regno < 0
1996                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1997                                                   reg_class_contents
1998                                                   [ALLOCNO_CLASS (a)]));
1999     }
2000 }
2001
2002 /* Evaluate overall allocation cost and the costs for using hard
2003    registers and memory for allocnos.  */
2004 static void
2005 calculate_allocation_cost (void)
2006 {
2007   int hard_regno, cost;
2008   ira_allocno_t a;
2009   ira_allocno_iterator ai;
2010
2011   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
2012   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
2013     {
2014       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
2015       ira_assert (hard_regno < 0
2016                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p
2017                        (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
2018                         reg_class_contents[ALLOCNO_CLASS (a)]));
2019       if (hard_regno < 0)
2020         {
2021           cost = ALLOCNO_MEMORY_COST (a);
2022           ira_mem_cost += cost;
2023         }
2024       else if (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a) != NULL)
2025         {
2026           cost = (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a)
2027                   [ira_class_hard_reg_index
2028                    [ALLOCNO_CLASS (a)][hard_regno]]);
2029           ira_reg_cost += cost;
2030         }
2031       else
2032         {
2033           cost = ALLOCNO_CLASS_COST (a);
2034           ira_reg_cost += cost;
2035         }
2036       ira_overall_cost += cost;
2037     }
2038
2039   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
2040     {
2041       fprintf (ira_dump_file,
2042                "+++Costs: overall %d, reg %d, mem %d, ld %d, st %d, move %d\n",
2043                ira_overall_cost, ira_reg_cost, ira_mem_cost,
2044                ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost);
2045       fprintf (ira_dump_file, "+++       move loops %d, new jumps %d\n",
2046                ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num);
2047     }
2048
2049 }
2050
2051 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
2052 /* Check the correctness of the allocation.  We do need this because
2053    of complicated code to transform more one region internal
2054    representation into one region representation.  */
2055 static void
2056 check_allocation (void)
2057 {
2058   ira_allocno_t a;
2059   int hard_regno, nregs, conflict_nregs;
2060   ira_allocno_iterator ai;
2061
2062   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
2063     {
2064       int n = ALLOCNO_NUM_OBJECTS (a);
2065       int i;
2066
2067       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL
2068           || (hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a)) < 0)
2069         continue;
2070       nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][ALLOCNO_MODE (a)];
2071       if (nregs == 1)
2072         /* We allocated a single hard register.  */
2073         n = 1;
2074       else if (n > 1)
2075         /* We allocated multiple hard registers, and we will test
2076            conflicts in a granularity of single hard regs.  */
2077         nregs = 1;
2078
2079       for (i = 0; i < n; i++)
2080         {
2081           ira_object_t obj = ALLOCNO_OBJECT (a, i);
2082           ira_object_t conflict_obj;
2083           ira_object_conflict_iterator oci;
2084           int this_regno = hard_regno;
2085           if (n > 1)
2086             {
2087               if (WORDS_BIG_ENDIAN)
2088                 this_regno += n - i - 1;
2089               else
2090                 this_regno += i;
2091             }
2092           FOR_EACH_OBJECT_CONFLICT (obj, conflict_obj, oci)
2093             {
2094               ira_allocno_t conflict_a = OBJECT_ALLOCNO (conflict_obj);
2095               int conflict_hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (conflict_a);
2096               if (conflict_hard_regno < 0)
2097                 continue;
2098
2099               conflict_nregs
2100                 = (hard_regno_nregs
2101                    [conflict_hard_regno][ALLOCNO_MODE (conflict_a)]);
2102
2103               if (ALLOCNO_NUM_OBJECTS (conflict_a) > 1
2104                   && conflict_nregs == ALLOCNO_NUM_OBJECTS (conflict_a))
2105                 {
2106                   if (WORDS_BIG_ENDIAN)
2107                     conflict_hard_regno += (ALLOCNO_NUM_OBJECTS (conflict_a)
2108                                             - OBJECT_SUBWORD (conflict_obj) - 1);
2109                   else
2110                     conflict_hard_regno += OBJECT_SUBWORD (conflict_obj);
2111                   conflict_nregs = 1;
2112                 }
2113
2114               if ((conflict_hard_regno <= this_regno
2115                  && this_regno < conflict_hard_regno + conflict_nregs)
2116                 || (this_regno <= conflict_hard_regno
2117                     && conflict_hard_regno < this_regno + nregs))
2118                 {
2119                   fprintf (stderr, "bad allocation for %d and %d\n",
2120                            ALLOCNO_REGNO (a), ALLOCNO_REGNO (conflict_a));
2121                   gcc_unreachable ();
2122                 }
2123             }
2124         }
2125     }
2126 }
2127 #endif
2128
2129 /* Fix values of array REG_EQUIV_INIT after live range splitting done
2130    by IRA.  */
2131 static void
2132 fix_reg_equiv_init (void)
2133 {
2134   unsigned int max_regno = max_reg_num ();
2135   int i, new_regno, max;
2136   rtx x, prev, next, insn, set;
2137
2138   if (VEC_length (reg_equivs_t, reg_equivs) < max_regno)
2139     {
2140       max = VEC_length (reg_equivs_t, reg_equivs);
2141       grow_reg_equivs ();
2142       for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max; i++)
2143         for (prev = NULL_RTX, x = reg_equiv_init (i);
2144              x != NULL_RTX;
2145              x = next)
2146           {
2147             next = XEXP (x, 1);
2148             insn = XEXP (x, 0);
2149             set = single_set (insn);
2150             ira_assert (set != NULL_RTX
2151                         && (REG_P (SET_DEST (set)) || REG_P (SET_SRC (set))));
2152             if (REG_P (SET_DEST (set))
2153                 && ((int) REGNO (SET_DEST (set)) == i
2154                     || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_DEST (set)) == i))
2155               new_regno = REGNO (SET_DEST (set));
2156             else if (REG_P (SET_SRC (set))
2157                      && ((int) REGNO (SET_SRC (set)) == i
2158                          || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_SRC (set)) == i))
2159               new_regno = REGNO (SET_SRC (set));
2160             else
2161               gcc_unreachable ();
2162             if (new_regno == i)
2163               prev = x;
2164             else
2165               {
2166                 if (prev == NULL_RTX)
2167                   reg_equiv_init (i) = next;
2168                 else
2169                   XEXP (prev, 1) = next;
2170                 XEXP (x, 1) = reg_equiv_init (new_regno);
2171                 reg_equiv_init (new_regno) = x;
2172               }
2173           }
2174     }
2175 }
2176
2177 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
2178 /* Print redundant memory-memory copies.  */
2179 static void
2180 print_redundant_copies (void)
2181 {
2182   int hard_regno;
2183   ira_allocno_t a;
2184   ira_copy_t cp, next_cp;
2185   ira_allocno_iterator ai;
2186
2187   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
2188     {
2189       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL)
2190         /* It is a cap. */
2191         continue;
2192       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
2193       if (hard_regno >= 0)
2194         continue;
2195       for (cp = ALLOCNO_COPIES (a); cp != NULL; cp = next_cp)
2196         if (cp->first == a)
2197           next_cp = cp->next_first_allocno_copy;
2198         else
2199           {
2200             next_cp = cp->next_second_allocno_copy;
2201             if (internal_flag_ira_verbose > 4 && ira_dump_file != NULL
2202                 && cp->insn != NULL_RTX
2203                 && ALLOCNO_HARD_REGNO (cp->first) == hard_regno)
2204               fprintf (ira_dump_file,
2205                        "        Redundant move from %d(freq %d):%d\n",
2206                        INSN_UID (cp->insn), cp->freq, hard_regno);
2207           }
2208     }
2209 }
2210 #endif
2211
2212 /* Setup preferred and alternative classes for new pseudo-registers
2213    created by IRA starting with START.  */
2214 static void
2215 setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos (int start)
2216 {
2217   int i, old_regno;
2218   int max_regno = max_reg_num ();
2219
2220   for (i = start; i < max_regno; i++)
2221     {
2222       old_regno = ORIGINAL_REGNO (regno_reg_rtx[i]);
2223       ira_assert (i != old_regno);
2224       setup_reg_classes (i, reg_preferred_class (old_regno),
2225                          reg_alternate_class (old_regno),
2226                          reg_allocno_class (old_regno));
2227       if (internal_flag_ira_verbose > 2 && ira_dump_file != NULL)
2228         fprintf (ira_dump_file,
2229                  "    New r%d: setting preferred %s, alternative %s\n",
2230                  i, reg_class_names[reg_preferred_class (old_regno)],
2231                  reg_class_names[reg_alternate_class (old_regno)]);
2232     }
2233 }
2234
2235 \f
2236
2237 /* Regional allocation can create new pseudo-registers.  This function
2238    expands some arrays for pseudo-registers.  */
2239 static void
2240 expand_reg_info (int old_size)
2241 {
2242   int i;
2243   int size = max_reg_num ();
2244
2245   resize_reg_info ();
2246   for (i = old_size; i < size; i++)
2247     setup_reg_classes (i, GENERAL_REGS, ALL_REGS, GENERAL_REGS);
2248 }
2249
2250 /* Return TRUE if there is too high register pressure in the function.
2251    It is used to decide when stack slot sharing is worth to do.  */
2252 static bool
2253 too_high_register_pressure_p (void)
2254 {
2255   int i;
2256   enum reg_class pclass;
2257
2258   for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
2259     {
2260       pclass = ira_pressure_classes[i];
2261       if (ira_loop_tree_root->reg_pressure[pclass] > 10000)
2262         return true;
2263     }
2264   return false;
2265 }
2266
2267 \f
2268
2269 /* Indicate that hard register number FROM was eliminated and replaced with
2270    an offset from hard register number TO.  The status of hard registers live
2271    at the start of a basic block is updated by replacing a use of FROM with
2272    a use of TO.  */
2273
2274 void
2275 mark_elimination (int from, int to)
2276 {
2277   basic_block bb;
2278
2279   FOR_EACH_BB (bb)
2280     {
2281       /* We don't use LIVE info in IRA.  */
2282       bitmap r = DF_LR_IN (bb);
2283
2284       if (REGNO_REG_SET_P (r, from))
2285         {
2286           CLEAR_REGNO_REG_SET (r, from);
2287           SET_REGNO_REG_SET (r, to);
2288         }
2289     }
2290 }
2291
2292 \f
2293
2294 struct equivalence
2295 {
2296   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
2297      keep track of what memory accesses might be created later,
2298      e.g. by reload.  */
2299   rtx replacement;
2300   rtx *src_p;
2301   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
2302   rtx init_insns;
2303   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
2304      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
2305   int loop_depth;
2306   /* Nonzero if this had a preexisting REG_EQUIV note.  */
2307   int is_arg_equivalence;
2308   /* Set when an attempt should be made to replace a register
2309      with the associated src_p entry.  */
2310   char replace;
2311 };
2312
2313 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
2314    structure for that register.  */
2315 static struct equivalence *reg_equiv;
2316
2317 /* Used for communication between the following two functions: contains
2318    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
2319 static rtx equiv_mem;
2320
2321 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
2322 static int equiv_mem_modified;
2323
2324 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
2325    Called via note_stores.  */
2326 static void
2327 validate_equiv_mem_from_store (rtx dest, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED,
2328                                void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2329 {
2330   if ((REG_P (dest)
2331        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
2332       || (MEM_P (dest)
2333           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
2334     equiv_mem_modified = 1;
2335 }
2336
2337 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
2338    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
2339    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
2340    CALL_INSN.
2341
2342    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
2343 static int
2344 validate_equiv_mem (rtx start, rtx reg, rtx memref)
2345 {
2346   rtx insn;
2347   rtx note;
2348
2349   equiv_mem = memref;
2350   equiv_mem_modified = 0;
2351
2352   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
2353      valid equivalence.  */
2354   if (side_effects_p (memref))
2355     return 0;
2356
2357   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
2358     {
2359       if (! INSN_P (insn))
2360         continue;
2361
2362       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
2363         return 1;
2364
2365       /* This used to ignore readonly memory and const/pure calls.  The problem
2366          is the equivalent form may reference a pseudo which gets assigned a
2367          call clobbered hard reg.  When we later replace REG with its
2368          equivalent form, the value in the call-clobbered reg has been
2369          changed and all hell breaks loose.  */
2370       if (CALL_P (insn))
2371         return 0;
2372
2373       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
2374
2375       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
2376          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
2377          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
2378          the trouble.  */
2379
2380       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2381         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
2382              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
2383             && REG_P (XEXP (note, 0))
2384             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
2385           return 0;
2386     }
2387
2388   return 0;
2389 }
2390
2391 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
2392 static int
2393 equiv_init_varies_p (rtx x)
2394 {
2395   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
2396   int i;
2397   const char *fmt;
2398
2399   switch (code)
2400     {
2401     case MEM:
2402       return !MEM_READONLY_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
2403
2404     case CONST:
2405     case CONST_INT:
2406     case CONST_DOUBLE:
2407     case CONST_FIXED:
2408     case CONST_VECTOR:
2409     case SYMBOL_REF:
2410     case LABEL_REF:
2411       return 0;
2412
2413     case REG:
2414       return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
2415
2416     case ASM_OPERANDS:
2417       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2418         return 1;
2419
2420       /* Fall through.  */
2421
2422     default:
2423       break;
2424     }
2425
2426   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2427   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2428     if (fmt[i] == 'e')
2429       {
2430         if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
2431           return 1;
2432       }
2433     else if (fmt[i] == 'E')
2434       {
2435         int j;
2436         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2437           if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
2438             return 1;
2439       }
2440
2441   return 0;
2442 }
2443
2444 /* Returns nonzero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
2445    X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
2446    which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
2447    or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
2448 static int
2449 equiv_init_movable_p (rtx x, int regno)
2450 {
2451   int i, j;
2452   const char *fmt;
2453   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2454
2455   switch (code)
2456     {
2457     case SET:
2458       return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
2459
2460     case CC0:
2461     case CLOBBER:
2462       return 0;
2463
2464     case PRE_INC:
2465     case PRE_DEC:
2466     case POST_INC:
2467     case POST_DEC:
2468     case PRE_MODIFY:
2469     case POST_MODIFY:
2470       return 0;
2471
2472     case REG:
2473       return ((reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
2474                && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
2475               || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < NUM_FIXED_BLOCKS
2476                   && ! rtx_varies_p (x, 0)));
2477
2478     case UNSPEC_VOLATILE:
2479       return 0;
2480
2481     case ASM_OPERANDS:
2482       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2483         return 0;
2484
2485       /* Fall through.  */
2486
2487     default:
2488       break;
2489     }
2490
2491   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2492   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2493     switch (fmt[i])
2494       {
2495       case 'e':
2496         if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
2497           return 0;
2498         break;
2499       case 'E':
2500         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2501           if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
2502             return 0;
2503         break;
2504       }
2505
2506   return 1;
2507 }
2508
2509 /* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is
2510    true.  */
2511 static int
2512 contains_replace_regs (rtx x)
2513 {
2514   int i, j;
2515   const char *fmt;
2516   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2517
2518   switch (code)
2519     {
2520     case CONST_INT:
2521     case CONST:
2522     case LABEL_REF:
2523     case SYMBOL_REF:
2524     case CONST_DOUBLE:
2525     case CONST_FIXED:
2526     case CONST_VECTOR:
2527     case PC:
2528     case CC0:
2529     case HIGH:
2530       return 0;
2531
2532     case REG:
2533       return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
2534
2535     default:
2536       break;
2537     }
2538
2539   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2540   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2541     switch (fmt[i])
2542       {
2543       case 'e':
2544         if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
2545           return 1;
2546         break;
2547       case 'E':
2548         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2549           if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
2550             return 1;
2551         break;
2552       }
2553
2554   return 0;
2555 }
2556
2557 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
2558    to MEMREF.  */
2559 static int
2560 memref_referenced_p (rtx memref, rtx x)
2561 {
2562   int i, j;
2563   const char *fmt;
2564   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2565
2566   switch (code)
2567     {
2568     case CONST_INT:
2569     case CONST:
2570     case LABEL_REF:
2571     case SYMBOL_REF:
2572     case CONST_DOUBLE:
2573     case CONST_FIXED:
2574     case CONST_VECTOR:
2575     case PC:
2576     case CC0:
2577     case HIGH:
2578     case LO_SUM:
2579       return 0;
2580
2581     case REG:
2582       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
2583               && memref_referenced_p (memref,
2584                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
2585
2586     case MEM:
2587       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
2588         return 1;
2589       break;
2590
2591     case SET:
2592       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
2593          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
2594       if (MEM_P (SET_DEST (x)))
2595         {
2596           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
2597             return 1;
2598         }
2599       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
2600         return 1;
2601
2602       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
2603
2604     default:
2605       break;
2606     }
2607
2608   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2609   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2610     switch (fmt[i])
2611       {
2612       case 'e':
2613         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
2614           return 1;
2615         break;
2616       case 'E':
2617         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2618           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
2619             return 1;
2620         break;
2621       }
2622
2623   return 0;
2624 }
2625
2626 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
2627    that would be affected by a store to MEMREF.  */
2628 static int
2629 memref_used_between_p (rtx memref, rtx start, rtx end)
2630 {
2631   rtx insn;
2632
2633   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2634        insn = NEXT_INSN (insn))
2635     {
2636       if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2637         continue;
2638
2639       if (memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
2640         return 1;
2641
2642       /* Nonconst functions may access memory.  */
2643       if (CALL_P (insn) && (! RTL_CONST_CALL_P (insn)))
2644         return 1;
2645     }
2646
2647   return 0;
2648 }
2649
2650 /* Mark REG as having no known equivalence.
2651    Some instructions might have been processed before and furnished
2652    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
2653    removed.
2654    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
2655    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
2656    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
2657 static void
2658 no_equiv (rtx reg, const_rtx store ATTRIBUTE_UNUSED,
2659           void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2660 {
2661   int regno;
2662   rtx list;
2663
2664   if (!REG_P (reg))
2665     return;
2666   regno = REGNO (reg);
2667   list = reg_equiv[regno].init_insns;
2668   if (list == const0_rtx)
2669     return;
2670   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
2671   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
2672   /* This doesn't matter for equivalences made for argument registers, we
2673      should keep their initialization insns.  */
2674   if (reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2675     return;
2676   reg_equiv_init (regno) = NULL_RTX;
2677   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
2678     {
2679       rtx insn = XEXP (list, 0);
2680       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
2681     }
2682 }
2683
2684 /* In DEBUG_INSN location adjust REGs from CLEARED_REGS bitmap to the
2685    equivalent replacement.  */
2686
2687 static rtx
2688 adjust_cleared_regs (rtx loc, const_rtx old_rtx ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
2689 {
2690   if (REG_P (loc))
2691     {
2692       bitmap cleared_regs = (bitmap) data;
2693       if (bitmap_bit_p (cleared_regs, REGNO (loc)))
2694         return simplify_replace_fn_rtx (*reg_equiv[REGNO (loc)].src_p,
2695                                         NULL_RTX, adjust_cleared_regs, data);
2696     }
2697   return NULL_RTX;
2698 }
2699
2700 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
2701 static int recorded_label_ref;
2702
2703 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
2704    compilation (either because they can be referenced in memory or are
2705    set once from a single constant).  Lower their priority for a
2706    register.
2707
2708    If such a register is only referenced once, try substituting its
2709    value into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the
2710    register completely.
2711
2712    Initialize the REG_EQUIV_INIT array of initializing insns.
2713
2714    Return non-zero if jump label rebuilding should be done.  */
2715 static int
2716 update_equiv_regs (void)
2717 {
2718   rtx insn;
2719   basic_block bb;
2720   int loop_depth;
2721   bitmap cleared_regs;
2722
2723   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
2724      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
2725   recorded_label_ref = 0;
2726
2727   reg_equiv = XCNEWVEC (struct equivalence, max_regno);
2728   grow_reg_equivs ();
2729
2730   init_alias_analysis ();
2731
2732   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
2733      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
2734      a register can be set below its use.  */
2735   FOR_EACH_BB (bb)
2736     {
2737       loop_depth = bb->loop_depth;
2738
2739       for (insn = BB_HEAD (bb);
2740            insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
2741            insn = NEXT_INSN (insn))
2742         {
2743           rtx note;
2744           rtx set;
2745           rtx dest, src;
2746           int regno;
2747
2748           if (! INSN_P (insn))
2749             continue;
2750
2751           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2752             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
2753               no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
2754
2755           set = single_set (insn);
2756
2757           /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
2758              only mark all destinations as having no known equivalence.  */
2759           if (set == 0)
2760             {
2761               note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
2762               continue;
2763             }
2764           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2765             {
2766               int i;
2767
2768               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2769                 {
2770                   rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2771                   if (part != set)
2772                     note_stores (part, no_equiv, NULL);
2773                 }
2774             }
2775
2776           dest = SET_DEST (set);
2777           src = SET_SRC (set);
2778
2779           /* See if this is setting up the equivalence between an argument
2780              register and its stack slot.  */
2781           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2782           if (note)
2783             {
2784               gcc_assert (REG_P (dest));
2785               regno = REGNO (dest);
2786
2787               /* Note that we don't want to clear reg_equiv_init even if there
2788                  are multiple sets of this register.  */
2789               reg_equiv[regno].is_arg_equivalence = 1;
2790
2791               /* Record for reload that this is an equivalencing insn.  */
2792               if (rtx_equal_p (src, XEXP (note, 0)))
2793                 reg_equiv_init (regno)
2794                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init (regno));
2795
2796               /* Continue normally in case this is a candidate for
2797                  replacements.  */
2798             }
2799
2800           if (!optimize)
2801             continue;
2802
2803           /* We only handle the case of a pseudo register being set
2804              once, or always to the same value.  */
2805           /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
2806              values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
2807              to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
2808              handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
2809              calculate_needs, but we traditionally work around this problem
2810              here by rejecting equivalences when the destination is in a register
2811              that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
2812              preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
2813              or use it.  */
2814
2815           if (!REG_P (dest)
2816               || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2817               || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
2818               || (targetm.class_likely_spilled_p (reg_preferred_class (regno))
2819                   && MEM_P (src) && ! reg_equiv[regno].is_arg_equivalence))
2820             {
2821               /* This might be setting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
2822                  also set somewhere else to a constant.  */
2823               note_stores (set, no_equiv, NULL);
2824               continue;
2825             }
2826
2827           note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
2828
2829           /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
2830              REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
2831              there's no point creating it earlier than here.  */
2832           if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
2833             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2834
2835           /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
2836              since it represents a function call */
2837           if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
2838             note = NULL_RTX;
2839
2840           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) != 1
2841               && (! note
2842                   || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
2843                   || (reg_equiv[regno].replacement
2844                       && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
2845                                         reg_equiv[regno].replacement))))
2846             {
2847               no_equiv (dest, set, NULL);
2848               continue;
2849             }
2850           /* Record this insn as initializing this register.  */
2851           reg_equiv[regno].init_insns
2852             = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
2853
2854           /* If this register is known to be equal to a constant, record that
2855              it is always equivalent to the constant.  */
2856           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2857               && note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
2858             {
2859               rtx note_value = XEXP (note, 0);
2860               remove_note (insn, note);
2861               set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, note_value);
2862             }
2863
2864           /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
2865              of that register.  Record this insn if the register is only used once
2866              more and the equivalence value is the same as our source.
2867
2868              The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
2869              indication that it may be more efficient to actually emit the insn
2870              as written (if no registers are available, reload will substitute
2871              the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
2872              dying in this insn whose death notes would be missed.
2873
2874              If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
2875              a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
2876              MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
2877              note.  */
2878
2879           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2880
2881           if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2882               && MEM_P (SET_SRC (set))
2883               && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
2884             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, copy_rtx (SET_SRC (set)));
2885
2886           if (note)
2887             {
2888               int regno = REGNO (dest);
2889               rtx x = XEXP (note, 0);
2890
2891               /* If we haven't done so, record for reload that this is an
2892                  equivalencing insn.  */
2893               if (!reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2894                 reg_equiv_init (regno)
2895                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init (regno));
2896
2897               /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
2898                  We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
2899                  pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
2900                  indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
2901                  jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
2902               if (GET_CODE (x) == LABEL_REF
2903                   || (GET_CODE (x) == CONST
2904                       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
2905                       && (GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == LABEL_REF)))
2906                 recorded_label_ref = 1;
2907
2908               reg_equiv[regno].replacement = x;
2909               reg_equiv[regno].src_p = &SET_SRC (set);
2910               reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
2911
2912               /* Don't mess with things live during setjmp.  */
2913               if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
2914                 {
2915                   /* Note that the statement below does not affect the priority
2916                      in local-alloc!  */
2917                   REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
2918
2919                   /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
2920                      set once and used once, indicate that the reference may be
2921                      replaced by the equivalence we computed above.  Do this
2922                      even if the register is only used in one block so that
2923                      dependencies can be handled where the last register is
2924                      used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
2925                      and to reduce the number of registers alive across
2926                      calls.  */
2927
2928                   if (REG_N_REFS (regno) == 2
2929                       && (rtx_equal_p (x, src)
2930                           || ! equiv_init_varies_p (src))
2931                       && NONJUMP_INSN_P (insn)
2932                       && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
2933                     reg_equiv[regno].replace = 1;
2934                 }
2935             }
2936         }
2937     }
2938
2939   if (!optimize)
2940     goto out;
2941
2942   /* A second pass, to gather additional equivalences with memory.  This needs
2943      to be done after we know which registers we are going to replace.  */
2944
2945   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2946     {
2947       rtx set, src, dest;
2948       unsigned regno;
2949
2950       if (! INSN_P (insn))
2951         continue;
2952
2953       set = single_set (insn);
2954       if (! set)
2955         continue;
2956
2957       dest = SET_DEST (set);
2958       src = SET_SRC (set);
2959
2960       /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
2961          in a single basic block, see if the register is always equivalent
2962          to that memory location and if moving the store from INSN to the
2963          insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
2964          initializing insn.
2965
2966          Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
2967          REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
2968
2969          If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
2970          then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
2971          optimization may move the set of this register immediately before
2972          insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
2973          the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
2974          pseudo.  */
2975
2976       if (MEM_P (dest) && REG_P (src)
2977           && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2978           && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2979           && DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2980           && reg_equiv[regno].init_insns != 0
2981           && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
2982           && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
2983                               REG_EQUIV, NULL_RTX)
2984           && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
2985         {
2986           rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2987           if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
2988               && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn)
2989               /* Attaching a REG_EQUIV note will fail if INIT_INSN has
2990                  multiple sets.  */
2991               && set_unique_reg_note (init_insn, REG_EQUIV, copy_rtx (dest)))
2992             {
2993               /* This insn makes the equivalence, not the one initializing
2994                  the register.  */
2995               reg_equiv_init (regno)
2996                 = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, NULL_RTX);
2997               df_notes_rescan (init_insn);
2998             }
2999         }
3000     }
3001
3002   cleared_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3003   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
3004      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
3005      reference with the equivalent form.  If we can, delete the
3006      initializing reference and this register will go away.  If we
3007      can't replace the reference, and the initializing reference is
3008      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
3009      initialization just before the use, so that they are in the same
3010      basic block.  */
3011   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
3012     {
3013       loop_depth = bb->loop_depth;
3014       for (insn = BB_END (bb);
3015            insn != PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
3016            insn = PREV_INSN (insn))
3017         {
3018           rtx link;
3019
3020           if (! INSN_P (insn))
3021             continue;
3022
3023           /* Don't substitute into a non-local goto, this confuses CFG.  */
3024           if (JUMP_P (insn)
3025               && find_reg_note (insn, REG_NON_LOCAL_GOTO, NULL_RTX))
3026             continue;
3027
3028           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
3029             {
3030               if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
3031                   /* Make sure this insn still refers to the register.  */
3032                   && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
3033                 {
3034                   int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
3035                   rtx equiv_insn;
3036
3037                   if (! reg_equiv[regno].replace
3038                       || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth
3039                       /* There is no sense to move insns if we did
3040                          register pressure-sensitive scheduling was
3041                          done because it will not improve allocation
3042                          but worsen insn schedule with a big
3043                          probability.  */
3044                       || (flag_sched_pressure && flag_schedule_insns))
3045                     continue;
3046
3047                   /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
3048                      REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
3049                      once and used once.  (If it were only set, but not used,
3050                      flow would have deleted the setting insns.)  Hence
3051                      there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
3052                   gcc_assert (reg_equiv[regno].init_insns
3053                               && !XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1));
3054                   equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
3055
3056                   /* We may not move instructions that can throw, since
3057                      that changes basic block boundaries and we are not
3058                      prepared to adjust the CFG to match.  */
3059                   if (can_throw_internal (equiv_insn))
3060                     continue;
3061
3062                   if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
3063                       && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
3064                                                *(reg_equiv[regno].src_p), insn))
3065                     {
3066                       rtx equiv_link;
3067                       rtx last_link;
3068                       rtx note;
3069
3070                       /* Find the last note.  */
3071                       for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
3072                            last_link = XEXP (last_link, 1))
3073                         ;
3074
3075                       /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
3076                       equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
3077                       while (equiv_link)
3078                         {
3079                           note = equiv_link;
3080                           equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
3081                           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
3082                             {
3083                               remove_note (equiv_insn, note);
3084                               XEXP (last_link, 1) = note;
3085                               XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
3086                               last_link = note;
3087                             }
3088                         }
3089
3090                       remove_death (regno, insn);
3091                       SET_REG_N_REFS (regno, 0);
3092                       REG_FREQ (regno) = 0;
3093                       delete_insn (equiv_insn);
3094
3095                       reg_equiv[regno].init_insns
3096                         = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
3097
3098                       reg_equiv_init (regno) = NULL_RTX;
3099                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
3100                     }
3101                   /* Move the initialization of the register to just before
3102                      INSN.  Update the flow information.  */
3103                   else if (prev_nondebug_insn (insn) != equiv_insn)
3104                     {
3105                       rtx new_insn;
3106
3107                       new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
3108                       REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
3109                       REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
3110                       /* Rescan it to process the notes.  */
3111                       df_insn_rescan (new_insn);
3112
3113                       /* Make sure this insn is recognized before
3114                          reload begins, otherwise
3115                          eliminate_regs_in_insn will die.  */
3116                       INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
3117
3118                       delete_insn (equiv_insn);
3119
3120                       XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
3121
3122                       REG_BASIC_BLOCK (regno) = bb->index;
3123                       REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
3124                       REG_FREQ_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
3125                       REG_N_THROWING_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
3126                       REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
3127
3128                       if (insn == BB_HEAD (bb))
3129                         BB_HEAD (bb) = PREV_INSN (insn);
3130
3131                       reg_equiv_init (regno)
3132                         = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, new_insn, NULL_RTX);
3133                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
3134                     }
3135                 }
3136             }
3137         }
3138     }
3139
3140   if (!bitmap_empty_p (cleared_regs))
3141     {
3142       FOR_EACH_BB (bb)
3143         {
3144           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_IN (bb), cleared_regs);
3145           bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_OUT (bb), cleared_regs);
3146           bitmap_and_compl_into (DF_LR_IN (bb), cleared_regs);
3147           bitmap_and_compl_into (DF_LR_OUT (bb), cleared_regs);
3148         }
3149
3150       /* Last pass - adjust debug insns referencing cleared regs.  */
3151       if (MAY_HAVE_DEBUG_INSNS)
3152         for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3153           if (DEBUG_INSN_P (insn))
3154             {
3155               rtx old_loc = INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn);
3156               INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn)
3157                 = simplify_replace_fn_rtx (old_loc, NULL_RTX,
3158                                            adjust_cleared_regs,
3159                                            (void *) cleared_regs);
3160               if (old_loc != INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn))
3161                 df_insn_rescan (insn);
3162             }
3163     }
3164
3165   BITMAP_FREE (cleared_regs);
3166
3167   out:
3168   /* Clean up.  */
3169
3170   end_alias_analysis ();
3171   free (reg_equiv);
3172   return recorded_label_ref;
3173 }
3174
3175 \f
3176
3177 /* Print chain C to FILE.  */
3178 static void
3179 print_insn_chain (FILE *file, struct insn_chain *c)
3180 {
3181   fprintf (file, "insn=%d, ", INSN_UID(c->insn));
3182   bitmap_print (file, &c->live_throughout, "live_throughout: ", ", ");
3183   bitmap_print (file, &c->dead_or_set, "dead_or_set: ", "\n");
3184 }
3185
3186
3187 /* Print all reload_insn_chains to FILE.  */
3188 static void
3189 print_insn_chains (FILE *file)
3190 {
3191   struct insn_chain *c;
3192   for (c = reload_insn_chain; c ; c = c->next)
3193     print_insn_chain (file, c);
3194 }
3195
3196 /* Return true if pseudo REGNO should be added to set live_throughout
3197    or dead_or_set of the insn chains for reload consideration.  */
3198 static bool
3199 pseudo_for_reload_consideration_p (int regno)
3200 {
3201   /* Consider spilled pseudos too for IRA because they still have a
3202      chance to get hard-registers in the reload when IRA is used.  */
3203   return (reg_renumber[regno] >= 0 || ira_conflicts_p);
3204 }
3205
3206 /* Init LIVE_SUBREGS[ALLOCNUM] and LIVE_SUBREGS_USED[ALLOCNUM] using
3207    REG to the number of nregs, and INIT_VALUE to get the
3208    initialization.  ALLOCNUM need not be the regno of REG.  */
3209 static void
3210 init_live_subregs (bool init_value, sbitmap *live_subregs,
3211                    int *live_subregs_used, int allocnum, rtx reg)
3212 {
3213   unsigned int regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
3214   int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (regno_reg_rtx[regno]));
3215
3216   gcc_assert (size > 0);
3217
3218   /* Been there, done that.  */
3219   if (live_subregs_used[allocnum])
3220     return;
3221
3222   /* Create a new one with zeros.  */
3223   if (live_subregs[allocnum] == NULL)
3224     live_subregs[allocnum] = sbitmap_alloc (size);
3225
3226   /* If the entire reg was live before blasting into subregs, we need
3227      to init all of the subregs to ones else init to 0.  */
3228   if (init_value)
3229     sbitmap_ones (live_subregs[allocnum]);
3230   else
3231     sbitmap_zero (live_subregs[allocnum]);
3232
3233   /* Set the number of bits that we really want.  */
3234   live_subregs_used[allocnum] = size;
3235 }
3236
3237 /* Walk the insns of the current function and build reload_insn_chain,
3238    and record register life information.  */
3239 static void
3240 build_insn_chain (void)
3241 {
3242   unsigned int i;
3243   struct insn_chain **p = &reload_insn_chain;
3244   basic_block bb;
3245   struct insn_chain *c = NULL;
3246   struct insn_chain *next = NULL;
3247   bitmap live_relevant_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3248   bitmap elim_regset = BITMAP_ALLOC (NULL);
3249   /* live_subregs is a vector used to keep accurate information about
3250      which hardregs are live in multiword pseudos.  live_subregs and
3251      live_subregs_used are indexed by pseudo number.  The live_subreg
3252      entry for a particular pseudo is only used if the corresponding
3253      element is non zero in live_subregs_used.  The value in
3254      live_subregs_used is number of bytes that the pseudo can
3255      occupy.  */
3256   sbitmap *live_subregs = XCNEWVEC (sbitmap, max_regno);
3257   int *live_subregs_used = XNEWVEC (int, max_regno);
3258
3259   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
3260     if (TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, i))
3261       bitmap_set_bit (elim_regset, i);
3262   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
3263     {
3264       bitmap_iterator bi;
3265       rtx insn;
3266
3267       CLEAR_REG_SET (live_relevant_regs);
3268       memset (live_subregs_used, 0, max_regno * sizeof (int));
3269
3270       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb), 0, i, bi)
3271         {
3272           if (i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3273             break;
3274           bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
3275         }
3276
3277       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb),
3278                                 FIRST_PSEUDO_REGISTER, i, bi)
3279         {
3280           if (pseudo_for_reload_consideration_p (i))
3281             bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
3282         }
3283
3284       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3285         {
3286           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
3287             {
3288               unsigned int uid = INSN_UID (insn);
3289               df_ref *def_rec;
3290               df_ref *use_rec;
3291
3292               c = new_insn_chain ();
3293               c->next = next;
3294               next = c;
3295               *p = c;
3296               p = &c->prev;
3297
3298               c->insn = insn;
3299               c->block = bb->index;
3300
3301               if (INSN_P (insn))
3302                 for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
3303                   {
3304                     df_ref def = *def_rec;
3305                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (def);
3306
3307                     /* Ignore may clobbers because these are generated
3308                        from calls. However, every other kind of def is
3309                        added to dead_or_set.  */
3310                     if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_MAY_CLOBBER))
3311                       {
3312                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3313                           {
3314                             if (!fixed_regs[regno])
3315                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3316                           }
3317                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
3318                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3319                       }
3320
3321                     if ((regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
3322                          || reg_renumber[regno] >= 0
3323                          || ira_conflicts_p)
3324                         && (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_CONDITIONAL)))
3325                       {
3326                         rtx reg = DF_REF_REG (def);
3327
3328                         /* We can model subregs, but not if they are
3329                            wrapped in ZERO_EXTRACTS.  */
3330                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
3331                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_ZERO_EXTRACT))
3332                           {
3333                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
3334                             unsigned int last = start
3335                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
3336
3337                             init_live_subregs
3338                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
3339                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
3340
3341                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET
3342                                 (def, DF_REF_STRICT_LOW_PART))
3343                               {
3344                                 /* Expand the range to cover entire words.
3345                                    Bytes added here are "don't care".  */
3346                                 start
3347                                   = start / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD;
3348                                 last = ((last + UNITS_PER_WORD - 1)
3349                                         / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD);
3350                               }
3351
3352                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
3353                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
3354                               last = live_subregs_used[regno];
3355
3356                             while (start < last)
3357                               {
3358                                 RESET_BIT (live_subregs[regno], start);
3359                                 start++;
3360                               }
3361
3362                             if (sbitmap_empty_p (live_subregs[regno]))
3363                               {
3364                                 live_subregs_used[regno] = 0;
3365                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
3366                               }
3367                             else
3368                               /* Set live_relevant_regs here because
3369                                  that bit has to be true to get us to
3370                                  look at the live_subregs fields.  */
3371                               bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
3372                           }
3373                         else
3374                           {
3375                             /* DF_REF_PARTIAL is generated for
3376                                subregs, STRICT_LOW_PART, and
3377                                ZERO_EXTRACT.  We handle the subreg
3378                                case above so here we have to keep from
3379                                modeling the def as a killing def.  */
3380                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_PARTIAL))
3381                               {
3382                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
3383                                 live_subregs_used[regno] = 0;
3384                               }
3385                           }
3386                       }
3387                   }
3388
3389               bitmap_and_compl_into (live_relevant_regs, elim_regset);
3390               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
3391
3392               if (INSN_P (insn))
3393                 for (use_rec = DF_INSN_UID_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
3394                   {
3395                     df_ref use = *use_rec;
3396                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (use);
3397                     rtx reg = DF_REF_REG (use);
3398
3399                     /* DF_REF_READ_WRITE on a use means that this use
3400                        is fabricated from a def that is a partial set
3401                        to a multiword reg.  Here, we only model the
3402                        subreg case that is not wrapped in ZERO_EXTRACT
3403                        precisely so we do not need to look at the
3404                        fabricated use. */
3405                     if (DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_READ_WRITE)
3406                         && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_ZERO_EXTRACT)
3407                         && DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_SUBREG))
3408                       continue;
3409
3410                     /* Add the last use of each var to dead_or_set.  */
3411                     if (!bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno))
3412                       {
3413                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3414                           {
3415                             if (!fixed_regs[regno])
3416                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3417                           }
3418                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
3419                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
3420                       }
3421
3422                     if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
3423                         || pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
3424                       {
3425                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
3426                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use,
3427                                                      DF_REF_SIGN_EXTRACT
3428                                                      | DF_REF_ZERO_EXTRACT))
3429                           {
3430                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
3431                             unsigned int last = start
3432                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
3433
3434                             init_live_subregs
3435                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
3436                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
3437
3438                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
3439                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
3440                               last = live_subregs_used[regno];
3441
3442                             while (start < last)
3443                               {
3444                                 SET_BIT (live_subregs[regno], start);
3445                                 start++;
3446                               }
3447                           }
3448                         else
3449                           /* Resetting the live_subregs_used is
3450                              effectively saying do not use the subregs
3451                              because we are reading the whole
3452                              pseudo.  */
3453                           live_subregs_used[regno] = 0;
3454                         bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
3455                       }
3456                   }
3457             }
3458         }
3459
3460       /* FIXME!! The following code is a disaster.  Reload needs to see the
3461          labels and jump tables that are just hanging out in between
3462          the basic blocks.  See pr33676.  */
3463       insn = BB_HEAD (bb);
3464
3465       /* Skip over the barriers and cruft.  */
3466       while (insn && (BARRIER_P (insn) || NOTE_P (insn)
3467                       || BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb))
3468         insn = PREV_INSN (insn);
3469
3470       /* While we add anything except barriers and notes, the focus is
3471          to get the labels and jump tables into the
3472          reload_insn_chain.  */
3473       while (insn)
3474         {
3475           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
3476             {
3477               if (BLOCK_FOR_INSN (insn))
3478                 break;
3479
3480               c = new_insn_chain ();
3481               c->next = next;
3482               next = c;
3483               *p = c;
3484               p = &c->prev;
3485
3486               /* The block makes no sense here, but it is what the old
3487                  code did.  */
3488               c->block = bb->index;
3489               c->insn = insn;
3490               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
3491             }
3492           insn = PREV_INSN (insn);
3493         }
3494     }
3495
3496   for (i = 0; i < (unsigned int) max_regno; i++)
3497     free (live_subregs[i]);
3498
3499   reload_insn_chain = c;
3500   *p = NULL;
3501
3502   free (live_subregs);
3503   free (live_subregs_used);
3504   BITMAP_FREE (live_relevant_regs);
3505   BITMAP_FREE (elim_regset);
3506
3507   if (dump_file)
3508     print_insn_chains (dump_file);
3509 }
3510
3511 \f
3512
3513 /* All natural loops.  */
3514 struct loops ira_loops;
3515
3516 /* True if we have allocno conflicts.  It is false for non-optimized
3517    mode or when the conflict table is too big.  */
3518 bool ira_conflicts_p;
3519
3520 /* This is the main entry of IRA.  */
3521 static void
3522 ira (FILE *f)
3523 {
3524   int overall_cost_before, allocated_reg_info_size;
3525   bool loops_p;
3526   int max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit;
3527   int rebuild_p;
3528   int saved_flag_ira_share_spill_slots;
3529   basic_block bb;
3530   bool need_dce;
3531
3532   timevar_push (TV_IRA);
3533
3534   if (flag_caller_saves)
3535     init_caller_save ();
3536
3537   if (flag_ira_verbose < 10)
3538     {
3539       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose;
3540       ira_dump_file = f;
3541     }
3542   else
3543     {
3544       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose - 10;
3545       ira_dump_file = stderr;
3546     }
3547
3548   ira_conflicts_p = optimize > 0;
3549   setup_prohibited_mode_move_regs ();
3550
3551   df_note_add_problem ();
3552
3553   if (optimize == 1)
3554     {
3555       df_live_add_problem ();
3556       df_live_set_all_dirty ();
3557     }
3558 #ifdef ENABLE_CHECKING
3559   df->changeable_flags |= DF_VERIFY_SCHEDULED;
3560 #endif
3561   df_analyze ();
3562   df_clear_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3563   regstat_init_n_sets_and_refs ();
3564   regstat_compute_ri ();
3565
3566   /* If we are not optimizing, then this is the only place before
3567      register allocation where dataflow is done.  And that is needed
3568      to generate these warnings.  */
3569   if (warn_clobbered)
3570     generate_setjmp_warnings ();
3571
3572   /* Determine if the current function is a leaf before running IRA
3573      since this can impact optimizations done by the prologue and
3574      epilogue thus changing register elimination offsets.  */
3575   current_function_is_leaf = leaf_function_p ();
3576
3577   if (resize_reg_info () && flag_ira_loop_pressure)
3578     ira_set_pseudo_classes (ira_dump_file);
3579
3580   rebuild_p = update_equiv_regs ();
3581
3582 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3583   gcc_obstack_init (&ira_obstack);
3584 #endif
3585   bitmap_obstack_initialize (&ira_bitmap_obstack);
3586   if (optimize)
3587     {
3588       max_regno = max_reg_num ();
3589       ira_reg_equiv_len = max_regno;
3590       ira_reg_equiv_invariant_p
3591         = (bool *) ira_allocate (max_regno * sizeof (bool));
3592       memset (ira_reg_equiv_invariant_p, 0, max_regno * sizeof (bool));
3593       ira_reg_equiv_const = (rtx *) ira_allocate (max_regno * sizeof (rtx));
3594       memset (ira_reg_equiv_const, 0, max_regno * sizeof (rtx));
3595       find_reg_equiv_invariant_const ();
3596       if (rebuild_p)
3597         {
3598           timevar_push (TV_JUMP);
3599           rebuild_jump_labels (get_insns ());
3600           if (purge_all_dead_edges ())
3601             delete_unreachable_blocks ();
3602           timevar_pop (TV_JUMP);
3603         }
3604     }
3605
3606   max_regno_before_ira = allocated_reg_info_size = max_reg_num ();
3607   ira_setup_eliminable_regset ();
3608
3609   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
3610   ira_load_cost = ira_store_cost = ira_shuffle_cost = 0;
3611   ira_move_loops_num = ira_additional_jumps_num = 0;
3612
3613   ira_assert (current_loops == NULL);
3614   flow_loops_find (&ira_loops);
3615   record_loop_exits ();
3616   current_loops = &ira_loops;
3617
3618   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3619     fprintf (ira_dump_file, "Building IRA IR\n");
3620   loops_p = ira_build (optimize
3621                        && (flag_ira_region == IRA_REGION_ALL
3622                            || flag_ira_region == IRA_REGION_MIXED));
3623
3624   ira_assert (ira_conflicts_p || !loops_p);
3625
3626   saved_flag_ira_share_spill_slots = flag_ira_share_spill_slots;
3627   if (too_high_register_pressure_p () || cfun->calls_setjmp)
3628     /* It is just wasting compiler's time to pack spilled pseudos into
3629        stack slots in this case -- prohibit it.  We also do this if
3630        there is setjmp call because a variable not modified between
3631        setjmp and longjmp the compiler is required to preserve its
3632        value and sharing slots does not guarantee it.  */
3633     flag_ira_share_spill_slots = FALSE;
3634
3635   ira_color ();
3636
3637   ira_max_point_before_emit = ira_max_point;
3638
3639   ira_initiate_emit_data ();
3640
3641   ira_emit (loops_p);
3642
3643   if (ira_conflicts_p)
3644     {
3645       max_regno = max_reg_num ();
3646
3647       if (! loops_p)
3648         ira_initiate_assign ();
3649       else
3650         {
3651           expand_reg_info (allocated_reg_info_size);
3652           setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos
3653             (allocated_reg_info_size);
3654           allocated_reg_info_size = max_regno;
3655
3656           if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3657             fprintf (ira_dump_file, "Flattening IR\n");
3658           ira_flattening (max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit);
3659           /* New insns were generated: add notes and recalculate live
3660              info.  */
3661           df_analyze ();
3662
3663           flow_loops_find (&ira_loops);
3664           record_loop_exits ();
3665           current_loops = &ira_loops;
3666
3667           setup_allocno_assignment_flags ();
3668           ira_initiate_assign ();
3669           ira_reassign_conflict_allocnos (max_regno);
3670         }
3671     }
3672
3673   ira_finish_emit_data ();
3674
3675   setup_reg_renumber ();
3676
3677   calculate_allocation_cost ();
3678
3679 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3680   if (ira_conflicts_p)
3681     check_allocation ();
3682 #endif
3683
3684   if (delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ()))
3685     df_analyze ();
3686
3687   if (max_regno != max_regno_before_ira)
3688     {
3689       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3690       regstat_free_ri ();
3691       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3692       regstat_compute_ri ();
3693     }
3694
3695   overall_cost_before = ira_overall_cost;
3696   if (! ira_conflicts_p)
3697     grow_reg_equivs ();
3698   else
3699     {
3700       fix_reg_equiv_init ();
3701
3702 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3703       print_redundant_copies ();
3704 #endif
3705
3706       ira_spilled_reg_stack_slots_num = 0;
3707       ira_spilled_reg_stack_slots
3708         = ((struct ira_spilled_reg_stack_slot *)
3709            ira_allocate (max_regno
3710                          * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot)));
3711       memset (ira_spilled_reg_stack_slots, 0,
3712               max_regno * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot));
3713     }
3714   allocate_initial_values (reg_equivs);
3715
3716   timevar_pop (TV_IRA);
3717
3718   timevar_push (TV_RELOAD);
3719   df_set_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3720   build_insn_chain ();
3721
3722   need_dce = reload (get_insns (), ira_conflicts_p);
3723
3724   timevar_pop (TV_RELOAD);
3725
3726   timevar_push (TV_IRA);
3727
3728   if (ira_conflicts_p)
3729     {
3730       ira_free (ira_spilled_reg_stack_slots);
3731
3732       ira_finish_assign ();
3733
3734     }
3735   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL
3736       && overall_cost_before != ira_overall_cost)
3737     fprintf (ira_dump_file, "+++Overall after reload %d\n", ira_overall_cost);
3738   ira_destroy ();
3739
3740   flag_ira_share_spill_slots = saved_flag_ira_share_spill_slots;
3741
3742   flow_loops_free (&ira_loops);
3743   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3744   FOR_ALL_BB (bb)
3745     bb->loop_father = NULL;
3746   current_loops = NULL;
3747
3748   regstat_free_ri ();
3749   regstat_free_n_sets_and_refs ();
3750
3751   if (optimize)
3752     {
3753       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
3754
3755       ira_free (ira_reg_equiv_invariant_p);
3756       ira_free (ira_reg_equiv_const);
3757     }
3758
3759   bitmap_obstack_release (&ira_bitmap_obstack);
3760 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3761   obstack_free (&ira_obstack, NULL);
3762 #endif
3763
3764   /* The code after the reload has changed so much that at this point
3765      we might as well just rescan everything.  Note that
3766      df_rescan_all_insns is not going to help here because it does not
3767      touch the artificial uses and defs.  */
3768   df_finish_pass (true);
3769   if (optimize > 1)
3770     df_live_add_problem ();
3771   df_scan_alloc (NULL);
3772   df_scan_blocks ();
3773
3774   if (optimize)
3775     df_analyze ();
3776
3777   if (need_dce && optimize)
3778     run_fast_dce ();
3779
3780   timevar_pop (TV_IRA);
3781 }
3782
3783 \f
3784
3785 static bool
3786 gate_ira (void)
3787 {
3788   return true;
3789 }
3790
3791 /* Run the integrated register allocator.  */
3792 static unsigned int
3793 rest_of_handle_ira (void)
3794 {
3795   ira (dump_file);
3796   return 0;
3797 }
3798
3799 struct rtl_opt_pass pass_ira =
3800 {
3801  {
3802   RTL_PASS,
3803   "ira",                                /* name */
3804   gate_ira,                             /* gate */
3805   rest_of_handle_ira,                   /* execute */
3806   NULL,                                 /* sub */
3807   NULL,                                 /* next */
3808   0,                                    /* static_pass_number */
3809   TV_NONE,                              /* tv_id */
3810   0,                                    /* properties_required */
3811   0,                                    /* properties_provided */
3812   0,                                    /* properties_destroyed */
3813   0,                                    /* todo_flags_start */
3814   TODO_ggc_collect                      /* todo_flags_finish */
3815  }
3816 };