OSDN Git Service

* tree-loop-distribution.c (distribute_loop): Fix declaration and
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ira.c
1 /* Integrated Register Allocator (IRA) entry point.
2    Copyright (C) 2006, 2007, 2008, 2009
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Vladimir Makarov <vmakarov@redhat.com>.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* The integrated register allocator (IRA) is a
23    regional register allocator performing graph coloring on a top-down
24    traversal of nested regions.  Graph coloring in a region is based
25    on Chaitin-Briggs algorithm.  It is called integrated because
26    register coalescing, register live range splitting, and choosing a
27    better hard register are done on-the-fly during coloring.  Register
28    coalescing and choosing a cheaper hard register is done by hard
29    register preferencing during hard register assigning.  The live
30    range splitting is a byproduct of the regional register allocation.
31
32    Major IRA notions are:
33
34      o *Region* is a part of CFG where graph coloring based on
35        Chaitin-Briggs algorithm is done.  IRA can work on any set of
36        nested CFG regions forming a tree.  Currently the regions are
37        the entire function for the root region and natural loops for
38        the other regions.  Therefore data structure representing a
39        region is called loop_tree_node.
40
41      o *Cover class* is a register class belonging to a set of
42        non-intersecting register classes containing all of the
43        hard-registers available for register allocation.  The set of
44        all cover classes for a target is defined in the corresponding
45        machine-description file according some criteria.  Such notion
46        is needed because Chaitin-Briggs algorithm works on
47        non-intersected register classes.
48
49      o *Allocno* represents the live range of a pseudo-register in a
50        region.  Besides the obvious attributes like the corresponding
51        pseudo-register number, cover class, conflicting allocnos and
52        conflicting hard-registers, there are a few allocno attributes
53        which are important for understanding the allocation algorithm:
54
55        - *Live ranges*.  This is a list of ranges of *program
56          points* where the allocno lives.  Program points represent
57          places where a pseudo can be born or become dead (there are
58          approximately two times more program points than the insns)
59          and they are represented by integers starting with 0.  The
60          live ranges are used to find conflicts between allocnos of
61          different cover classes.  They also play very important role
62          for the transformation of the IRA internal representation of
63          several regions into a one region representation.  The later is
64          used during the reload pass work because each allocno
65          represents all of the corresponding pseudo-registers.
66
67        - *Hard-register costs*.  This is a vector of size equal to the
68          number of available hard-registers of the allocno's cover
69          class.  The cost of a callee-clobbered hard-register for an
70          allocno is increased by the cost of save/restore code around
71          the calls through the given allocno's life.  If the allocno
72          is a move instruction operand and another operand is a
73          hard-register of the allocno's cover class, the cost of the
74          hard-register is decreased by the move cost.
75
76          When an allocno is assigned, the hard-register with minimal
77          full cost is used.  Initially, a hard-register's full cost is
78          the corresponding value from the hard-register's cost vector.
79          If the allocno is connected by a *copy* (see below) to
80          another allocno which has just received a hard-register, the
81          cost of the hard-register is decreased.  Before choosing a
82          hard-register for an allocno, the allocno's current costs of
83          the hard-registers are modified by the conflict hard-register
84          costs of all of the conflicting allocnos which are not
85          assigned yet.
86
87        - *Conflict hard-register costs*.  This is a vector of the same
88          size as the hard-register costs vector.  To permit an
89          unassigned allocno to get a better hard-register, IRA uses
90          this vector to calculate the final full cost of the
91          available hard-registers.  Conflict hard-register costs of an
92          unassigned allocno are also changed with a change of the
93          hard-register cost of the allocno when a copy involving the
94          allocno is processed as described above.  This is done to
95          show other unassigned allocnos that a given allocno prefers
96          some hard-registers in order to remove the move instruction
97          corresponding to the copy.
98
99      o *Cap*.  If a pseudo-register does not live in a region but
100        lives in a nested region, IRA creates a special allocno called
101        a cap in the outer region.  A region cap is also created for a
102        subregion cap.
103
104      o *Copy*.  Allocnos can be connected by copies.  Copies are used
105        to modify hard-register costs for allocnos during coloring.
106        Such modifications reflects a preference to use the same
107        hard-register for the allocnos connected by copies.  Usually
108        copies are created for move insns (in this case it results in
109        register coalescing).  But IRA also creates copies for operands
110        of an insn which should be assigned to the same hard-register
111        due to constraints in the machine description (it usually
112        results in removing a move generated in reload to satisfy
113        the constraints) and copies referring to the allocno which is
114        the output operand of an instruction and the allocno which is
115        an input operand dying in the instruction (creation of such
116        copies results in less register shuffling).  IRA *does not*
117        create copies between the same register allocnos from different
118        regions because we use another technique for propagating
119        hard-register preference on the borders of regions.
120
121    Allocnos (including caps) for the upper region in the region tree
122    *accumulate* information important for coloring from allocnos with
123    the same pseudo-register from nested regions.  This includes
124    hard-register and memory costs, conflicts with hard-registers,
125    allocno conflicts, allocno copies and more.  *Thus, attributes for
126    allocnos in a region have the same values as if the region had no
127    subregions*.  It means that attributes for allocnos in the
128    outermost region corresponding to the function have the same values
129    as though the allocation used only one region which is the entire
130    function.  It also means that we can look at IRA work as if the
131    first IRA did allocation for all function then it improved the
132    allocation for loops then their subloops and so on.
133
134    IRA major passes are:
135
136      o Building IRA internal representation which consists of the
137        following subpasses:
138
139        * First, IRA builds regions and creates allocnos (file
140          ira-build.c) and initializes most of their attributes.
141
142        * Then IRA finds a cover class for each allocno and calculates
143          its initial (non-accumulated) cost of memory and each
144          hard-register of its cover class (file ira-cost.c).
145
146        * IRA creates live ranges of each allocno, calulates register
147          pressure for each cover class in each region, sets up
148          conflict hard registers for each allocno and info about calls
149          the allocno lives through (file ira-lives.c).
150
151        * IRA removes low register pressure loops from the regions
152          mostly to speed IRA up (file ira-build.c).
153
154        * IRA propagates accumulated allocno info from lower region
155          allocnos to corresponding upper region allocnos (file
156          ira-build.c).
157
158        * IRA creates all caps (file ira-build.c).
159
160        * Having live-ranges of allocnos and their cover classes, IRA
161          creates conflicting allocnos of the same cover class for each
162          allocno.  Conflicting allocnos are stored as a bit vector or
163          array of pointers to the conflicting allocnos whatever is
164          more profitable (file ira-conflicts.c).  At this point IRA
165          creates allocno copies.
166
167      o Coloring.  Now IRA has all necessary info to start graph coloring
168        process.  It is done in each region on top-down traverse of the
169        region tree (file ira-color.c).  There are following subpasses:
170
171        * Optional aggressive coalescing of allocnos in the region.
172
173        * Putting allocnos onto the coloring stack.  IRA uses Briggs
174          optimistic coloring which is a major improvement over
175          Chaitin's coloring.  Therefore IRA does not spill allocnos at
176          this point.  There is some freedom in the order of putting
177          allocnos on the stack which can affect the final result of
178          the allocation.  IRA uses some heuristics to improve the order.
179
180        * Popping the allocnos from the stack and assigning them hard
181          registers.  If IRA can not assign a hard register to an
182          allocno and the allocno is coalesced, IRA undoes the
183          coalescing and puts the uncoalesced allocnos onto the stack in
184          the hope that some such allocnos will get a hard register
185          separately.  If IRA fails to assign hard register or memory
186          is more profitable for it, IRA spills the allocno.  IRA
187          assigns the allocno the hard-register with minimal full
188          allocation cost which reflects the cost of usage of the
189          hard-register for the allocno and cost of usage of the
190          hard-register for allocnos conflicting with given allocno.
191
192        * After allono assigning in the region, IRA modifies the hard
193          register and memory costs for the corresponding allocnos in
194          the subregions to reflect the cost of possible loads, stores,
195          or moves on the border of the region and its subregions.
196          When default regional allocation algorithm is used
197          (-fira-algorithm=mixed), IRA just propagates the assignment
198          for allocnos if the register pressure in the region for the
199          corresponding cover class is less than number of available
200          hard registers for given cover class.
201
202      o Spill/restore code moving.  When IRA performs an allocation
203        by traversing regions in top-down order, it does not know what
204        happens below in the region tree.  Therefore, sometimes IRA
205        misses opportunities to perform a better allocation.  A simple
206        optimization tries to improve allocation in a region having
207        subregions and containing in another region.  If the
208        corresponding allocnos in the subregion are spilled, it spills
209        the region allocno if it is profitable.  The optimization
210        implements a simple iterative algorithm performing profitable
211        transformations while they are still possible.  It is fast in
212        practice, so there is no real need for a better time complexity
213        algorithm.
214
215      o Code change.  After coloring, two allocnos representing the same
216        pseudo-register outside and inside a region respectively may be
217        assigned to different locations (hard-registers or memory).  In
218        this case IRA creates and uses a new pseudo-register inside the
219        region and adds code to move allocno values on the region's
220        borders.  This is done during top-down traversal of the regions
221        (file ira-emit.c).  In some complicated cases IRA can create a
222        new allocno to move allocno values (e.g. when a swap of values
223        stored in two hard-registers is needed).  At this stage, the
224        new allocno is marked as spilled.  IRA still creates the
225        pseudo-register and the moves on the region borders even when
226        both allocnos were assigned to the same hard-register.  If the
227        reload pass spills a pseudo-register for some reason, the
228        effect will be smaller because another allocno will still be in
229        the hard-register.  In most cases, this is better then spilling
230        both allocnos.  If reload does not change the allocation
231        for the two pseudo-registers, the trivial move will be removed
232        by post-reload optimizations.  IRA does not generate moves for
233        allocnos assigned to the same hard register when the default
234        regional allocation algorithm is used and the register pressure
235        in the region for the corresponding allocno cover class is less
236        than number of available hard registers for given cover class.
237        IRA also does some optimizations to remove redundant stores and
238        to reduce code duplication on the region borders.
239
240      o Flattening internal representation.  After changing code, IRA
241        transforms its internal representation for several regions into
242        one region representation (file ira-build.c).  This process is
243        called IR flattening.  Such process is more complicated than IR
244        rebuilding would be, but is much faster.
245
246      o After IR flattening, IRA tries to assign hard registers to all
247        spilled allocnos.  This is impelemented by a simple and fast
248        priority coloring algorithm (see function
249        ira_reassign_conflict_allocnos::ira-color.c).  Here new allocnos
250        created during the code change pass can be assigned to hard
251        registers.
252
253      o At the end IRA calls the reload pass.  The reload pass
254        communicates with IRA through several functions in file
255        ira-color.c to improve its decisions in
256
257        * sharing stack slots for the spilled pseudos based on IRA info
258          about pseudo-register conflicts.
259
260        * reassigning hard-registers to all spilled pseudos at the end
261          of each reload iteration.
262
263        * choosing a better hard-register to spill based on IRA info
264          about pseudo-register live ranges and the register pressure
265          in places where the pseudo-register lives.
266
267    IRA uses a lot of data representing the target processors.  These
268    data are initilized in file ira.c.
269
270    If function has no loops (or the loops are ignored when
271    -fira-algorithm=CB is used), we have classic Chaitin-Briggs
272    coloring (only instead of separate pass of coalescing, we use hard
273    register preferencing).  In such case, IRA works much faster
274    because many things are not made (like IR flattening, the
275    spill/restore optimization, and the code change).
276
277    Literature is worth to read for better understanding the code:
278
279    o Preston Briggs, Keith D. Cooper, Linda Torczon.  Improvements to
280      Graph Coloring Register Allocation.
281
282    o David Callahan, Brian Koblenz.  Register allocation via
283      hierarchical graph coloring.
284
285    o Keith Cooper, Anshuman Dasgupta, Jason Eckhardt. Revisiting Graph
286      Coloring Register Allocation: A Study of the Chaitin-Briggs and
287      Callahan-Koblenz Algorithms.
288
289    o Guei-Yuan Lueh, Thomas Gross, and Ali-Reza Adl-Tabatabai. Global
290      Register Allocation Based on Graph Fusion.
291
292    o Vladimir Makarov. The Integrated Register Allocator for GCC.
293
294    o Vladimir Makarov.  The top-down register allocator for irregular
295      register file architectures.
296
297 */
298
299
300 #include "config.h"
301 #include "system.h"
302 #include "coretypes.h"
303 #include "tm.h"
304 #include "regs.h"
305 #include "rtl.h"
306 #include "tm_p.h"
307 #include "target.h"
308 #include "flags.h"
309 #include "obstack.h"
310 #include "bitmap.h"
311 #include "hard-reg-set.h"
312 #include "basic-block.h"
313 #include "expr.h"
314 #include "recog.h"
315 #include "params.h"
316 #include "timevar.h"
317 #include "tree-pass.h"
318 #include "output.h"
319 #include "except.h"
320 #include "reload.h"
321 #include "errors.h"
322 #include "integrate.h"
323 #include "df.h"
324 #include "ggc.h"
325 #include "ira-int.h"
326
327
328 /* A modified value of flag `-fira-verbose' used internally.  */
329 int internal_flag_ira_verbose;
330
331 /* Dump file of the allocator if it is not NULL.  */
332 FILE *ira_dump_file;
333
334 /* Pools for allocnos, copies, allocno live ranges.  */
335 alloc_pool allocno_pool, copy_pool, allocno_live_range_pool;
336
337 /* The number of elements in the following array.  */
338 int ira_spilled_reg_stack_slots_num;
339
340 /* The following array contains info about spilled pseudo-registers
341    stack slots used in current function so far.  */
342 struct ira_spilled_reg_stack_slot *ira_spilled_reg_stack_slots;
343
344 /* Correspondingly overall cost of the allocation, cost of the
345    allocnos assigned to hard-registers, cost of the allocnos assigned
346    to memory, cost of loads, stores and register move insns generated
347    for pseudo-register live range splitting (see ira-emit.c).  */
348 int ira_overall_cost;
349 int ira_reg_cost, ira_mem_cost;
350 int ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost;
351 int ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num;
352
353 /* All registers that can be eliminated.  */
354
355 HARD_REG_SET eliminable_regset;
356
357 /* Map: hard regs X modes -> set of hard registers for storing value
358    of given mode starting with given hard register.  */
359 HARD_REG_SET ira_reg_mode_hard_regset[FIRST_PSEUDO_REGISTER][NUM_MACHINE_MODES];
360
361 /* The following two variables are array analogs of the macros
362    MEMORY_MOVE_COST and REGISTER_MOVE_COST.  */
363 short int ira_memory_move_cost[MAX_MACHINE_MODE][N_REG_CLASSES][2];
364 move_table *ira_register_move_cost[MAX_MACHINE_MODE];
365
366 /* Similar to may_move_in_cost but it is calculated in IRA instead of
367    regclass.  Another difference is that we take only available hard
368    registers into account to figure out that one register class is a
369    subset of the another one.  */
370 move_table *ira_may_move_in_cost[MAX_MACHINE_MODE];
371
372 /* Similar to may_move_out_cost but it is calculated in IRA instead of
373    regclass.  Another difference is that we take only available hard
374    registers into account to figure out that one register class is a
375    subset of the another one.  */
376 move_table *ira_may_move_out_cost[MAX_MACHINE_MODE];
377
378 /* Register class subset relation: TRUE if the first class is a subset
379    of the second one considering only hard registers available for the
380    allocation.  */
381 int ira_class_subset_p[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
382
383 /* Temporary hard reg set used for a different calculation.  */
384 static HARD_REG_SET temp_hard_regset;
385
386 \f
387
388 /* The function sets up the map IRA_REG_MODE_HARD_REGSET.  */
389 static void
390 setup_reg_mode_hard_regset (void)
391 {
392   int i, m, hard_regno;
393
394   for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
395     for (hard_regno = 0; hard_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; hard_regno++)
396       {
397         CLEAR_HARD_REG_SET (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m]);
398         for (i = hard_regno_nregs[hard_regno][m] - 1; i >= 0; i--)
399           if (hard_regno + i < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
400             SET_HARD_REG_BIT (ira_reg_mode_hard_regset[hard_regno][m],
401                               hard_regno + i);
402       }
403 }
404
405 \f
406
407 /* Hard registers that can not be used for the register allocator for
408    all functions of the current compilation unit.  */
409 static HARD_REG_SET no_unit_alloc_regs;
410
411 /* Array of the number of hard registers of given class which are
412    available for allocation.  The order is defined by the
413    allocation order.  */
414 short ira_class_hard_regs[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
415
416 /* The number of elements of the above array for given register
417    class.  */
418 int ira_class_hard_regs_num[N_REG_CLASSES];
419
420 /* Index (in ira_class_hard_regs) for given register class and hard
421    register (in general case a hard register can belong to several
422    register classes).  The index is negative for hard registers
423    unavailable for the allocation. */
424 short ira_class_hard_reg_index[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
425
426 /* The function sets up the three arrays declared above.  */
427 static void
428 setup_class_hard_regs (void)
429 {
430   int cl, i, hard_regno, n;
431   HARD_REG_SET processed_hard_reg_set;
432
433   ira_assert (SHRT_MAX >= FIRST_PSEUDO_REGISTER);
434   /* We could call ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC here (it is usually
435      putting hard callee-used hard registers first).  But our
436      heuristics work better.  */
437   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
438     {
439       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
440       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
441       CLEAR_HARD_REG_SET (processed_hard_reg_set);
442       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
443         ira_class_hard_reg_index[cl][0] = -1;
444       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
445         {
446 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
447           hard_regno = reg_alloc_order[i];
448 #else
449           hard_regno = i;
450 #endif
451           if (TEST_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno))
452             continue;
453           SET_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno);
454           if (! TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, hard_regno))
455             ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = -1;
456           else
457             {
458               ira_class_hard_reg_index[cl][hard_regno] = n;
459               ira_class_hard_regs[cl][n++] = hard_regno;
460             }
461         }
462       ira_class_hard_regs_num[cl] = n;
463     }
464 }
465
466 /* Number of given class hard registers available for the register
467    allocation for given classes.  */
468 int ira_available_class_regs[N_REG_CLASSES];
469
470 /* Set up IRA_AVAILABLE_CLASS_REGS.  */
471 static void
472 setup_available_class_regs (void)
473 {
474   int i, j;
475
476   memset (ira_available_class_regs, 0, sizeof (ira_available_class_regs));
477   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
478     {
479       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
480       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
481       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
482         if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, j))
483           ira_available_class_regs[i]++;
484     }
485 }
486
487 /* Set up global variables defining info about hard registers for the
488    allocation.  These depend on USE_HARD_FRAME_P whose TRUE value means
489    that we can use the hard frame pointer for the allocation.  */
490 static void
491 setup_alloc_regs (bool use_hard_frame_p)
492 {
493   COPY_HARD_REG_SET (no_unit_alloc_regs, fixed_reg_set);
494   if (! use_hard_frame_p)
495     SET_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
496   setup_class_hard_regs ();
497   setup_available_class_regs ();
498 }
499
500 \f
501
502 /* Set up IRA_MEMORY_MOVE_COST, IRA_REGISTER_MOVE_COST.  */
503 static void
504 setup_class_subset_and_memory_move_costs (void)
505 {
506   int cl, cl2, mode;
507   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
508
509   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
510     ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
511       = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1] = SHRT_MAX;
512   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
513     {
514       if (cl != (int) NO_REGS)
515         for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
516           {
517             ira_memory_move_cost[mode][cl][0] =
518               MEMORY_MOVE_COST ((enum machine_mode) mode,
519                                 (enum reg_class) cl, 0);
520             ira_memory_move_cost[mode][cl][1] =
521               MEMORY_MOVE_COST ((enum machine_mode) mode,
522                                 (enum reg_class) cl, 1);
523             /* Costs for NO_REGS are used in cost calculation on the
524                1st pass when the preferred register classes are not
525                known yet.  In this case we take the best scenario.  */
526             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
527                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][0])
528               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
529                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][0];
530             if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
531                 > ira_memory_move_cost[mode][cl][1])
532               ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
533                 = ira_memory_move_cost[mode][cl][1];
534           }
535       for (cl2 = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl2 >= 0; cl2--)
536         {
537           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
538           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
539           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
540           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
541           ira_class_subset_p[cl][cl2]
542             = hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2);
543         }
544     }
545 }
546
547 \f
548
549 /* Define the following macro if allocation through malloc if
550    preferable.  */
551 #define IRA_NO_OBSTACK
552
553 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
554 /* Obstack used for storing all dynamic data (except bitmaps) of the
555    IRA.  */
556 static struct obstack ira_obstack;
557 #endif
558
559 /* Obstack used for storing all bitmaps of the IRA.  */
560 static struct bitmap_obstack ira_bitmap_obstack;
561
562 /* Allocate memory of size LEN for IRA data.  */
563 void *
564 ira_allocate (size_t len)
565 {
566   void *res;
567
568 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
569   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
570 #else
571   res = xmalloc (len);
572 #endif
573   return res;
574 }
575
576 /* Reallocate memory PTR of size LEN for IRA data.  */
577 void *
578 ira_reallocate (void *ptr, size_t len)
579 {
580   void *res;
581
582 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
583   res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
584 #else
585   res = xrealloc (ptr, len);
586 #endif
587   return res;
588 }
589
590 /* Free memory ADDR allocated for IRA data.  */
591 void
592 ira_free (void *addr ATTRIBUTE_UNUSED)
593 {
594 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
595   /* do nothing */
596 #else
597   free (addr);
598 #endif
599 }
600
601
602 /* Allocate and returns bitmap for IRA.  */
603 bitmap
604 ira_allocate_bitmap (void)
605 {
606   return BITMAP_ALLOC (&ira_bitmap_obstack);
607 }
608
609 /* Free bitmap B allocated for IRA.  */
610 void
611 ira_free_bitmap (bitmap b ATTRIBUTE_UNUSED)
612 {
613   /* do nothing */
614 }
615
616 \f
617
618 /* Output information about allocation of all allocnos (except for
619    caps) into file F.  */
620 void
621 ira_print_disposition (FILE *f)
622 {
623   int i, n, max_regno;
624   ira_allocno_t a;
625   basic_block bb;
626
627   fprintf (f, "Disposition:");
628   max_regno = max_reg_num ();
629   for (n = 0, i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
630     for (a = ira_regno_allocno_map[i];
631          a != NULL;
632          a = ALLOCNO_NEXT_REGNO_ALLOCNO (a))
633       {
634         if (n % 4 == 0)
635           fprintf (f, "\n");
636         n++;
637         fprintf (f, " %4d:r%-4d", ALLOCNO_NUM (a), ALLOCNO_REGNO (a));
638         if ((bb = ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->bb) != NULL)
639           fprintf (f, "b%-3d", bb->index);
640         else
641           fprintf (f, "l%-3d", ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->loop->num);
642         if (ALLOCNO_HARD_REGNO (a) >= 0)
643           fprintf (f, " %3d", ALLOCNO_HARD_REGNO (a));
644         else
645           fprintf (f, " mem");
646       }
647   fprintf (f, "\n");
648 }
649
650 /* Outputs information about allocation of all allocnos into
651    stderr.  */
652 void
653 ira_debug_disposition (void)
654 {
655   ira_print_disposition (stderr);
656 }
657
658 \f
659
660 /* For each reg class, table listing all the classes contained in it
661    (excluding the class itself.  Non-allocatable registers are
662    excluded from the consideration).  */
663 static enum reg_class alloc_reg_class_subclasses[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
664
665 /* Initialize the table of subclasses of each reg class.  */
666 static void
667 setup_reg_subclasses (void)
668 {
669   int i, j;
670   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
671
672   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
673     for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
674       alloc_reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
675
676   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
677     {
678       if (i == (int) NO_REGS)
679         continue;
680
681       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
682       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
683       if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
684         continue;
685       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
686         if (i != j)
687           {
688             enum reg_class *p;
689
690             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
691             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
692             if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
693                                          temp_hard_regset2))
694               continue;
695             p = &alloc_reg_class_subclasses[j][0];
696             while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
697             *p = (enum reg_class) i;
698           }
699     }
700 }
701
702 \f
703
704 /* Number of cover classes.  Cover classes is non-intersected register
705    classes containing all hard-registers available for the
706    allocation.  */
707 int ira_reg_class_cover_size;
708
709 /* The array containing cover classes (see also comments for macro
710    IRA_COVER_CLASSES).  Only first IRA_REG_CLASS_COVER_SIZE elements are
711    used for this.  */
712 enum reg_class ira_reg_class_cover[N_REG_CLASSES];
713
714 /* The number of elements in the subsequent array.  */
715 int ira_important_classes_num;
716
717 /* The array containing non-empty classes (including non-empty cover
718    classes) which are subclasses of cover classes.  Such classes is
719    important for calculation of the hard register usage costs.  */
720 enum reg_class ira_important_classes[N_REG_CLASSES];
721
722 /* The array containing indexes of important classes in the previous
723    array.  The array elements are defined only for important
724    classes.  */
725 int ira_important_class_nums[N_REG_CLASSES];
726
727 /* Set the four global variables defined above.  */
728 static void
729 setup_cover_and_important_classes (void)
730 {
731   int i, j, n, cl;
732   bool set_p;
733   const enum reg_class *cover_classes;
734   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
735   static enum reg_class classes[LIM_REG_CLASSES + 1];
736
737   if (targetm.ira_cover_classes == NULL)
738     cover_classes = NULL;
739   else
740     cover_classes = targetm.ira_cover_classes ();
741   if (cover_classes == NULL)
742     ira_assert (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY);
743   else
744     {
745       for (i = 0; (cl = cover_classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
746         classes[i] = (enum reg_class) cl;
747       classes[i] = LIM_REG_CLASSES;
748     }
749
750   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
751     {
752       n = 0;
753       for (i = 0; i <= LIM_REG_CLASSES; i++)
754         {
755           if (i == NO_REGS)
756             continue;
757 #ifdef CONSTRAINT_NUM_DEFINED_P
758           for (j = 0; j < CONSTRAINT__LIMIT; j++)
759             if ((int) REG_CLASS_FOR_CONSTRAINT ((enum constraint_num) j) == i)
760               break;
761           if (j < CONSTRAINT__LIMIT)
762             {
763               classes[n++] = (enum reg_class) i;
764               continue;
765             }
766 #endif
767           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
768           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
769           for (j = 0; j < LIM_REG_CLASSES; j++)
770             {
771               if (i == j)
772                 continue;
773               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
774               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
775                                       no_unit_alloc_regs);
776               if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
777                                         temp_hard_regset2))
778                     break;
779             }
780           if (j >= i)
781             classes[n++] = (enum reg_class) i;
782         }
783       classes[n] = LIM_REG_CLASSES;
784     }
785
786   ira_reg_class_cover_size = 0;
787   for (i = 0; (cl = classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
788     {
789       for (j = 0; j < i; j++)
790         if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY
791             && reg_classes_intersect_p ((enum reg_class) cl, classes[j]))
792           gcc_unreachable ();
793       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
794       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
795       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
796         ira_reg_class_cover[ira_reg_class_cover_size++] = (enum reg_class) cl;
797     }
798   ira_important_classes_num = 0;
799   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
800     {
801       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
802       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
803       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
804         {
805           set_p = false;
806           for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
807             {
808               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
809               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
810               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
811                                  reg_class_contents[ira_reg_class_cover[j]]);
812               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
813               if ((enum reg_class) cl == ira_reg_class_cover[j]
814                   || hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
815                                            temp_hard_regset2))
816                 break;
817               else if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
818                                               temp_hard_regset2))
819                 set_p = true;
820             }
821           if (set_p && j >= ira_reg_class_cover_size)
822             ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
823               = (enum reg_class) cl;
824         }
825     }
826   for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
827     ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
828       = ira_reg_class_cover[j];
829 }
830
831 /* Map of all register classes to corresponding cover class containing
832    the given class.  If given class is not a subset of a cover class,
833    we translate it into the cheapest cover class.  */
834 enum reg_class ira_class_translate[N_REG_CLASSES];
835
836 /* Set up array IRA_CLASS_TRANSLATE.  */
837 static void
838 setup_class_translate (void)
839 {
840   int cl, mode;
841   enum reg_class cover_class, best_class, *cl_ptr;
842   int i, cost, min_cost, best_cost;
843
844   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
845     ira_class_translate[cl] = NO_REGS;
846
847   if (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
848     for (cl = 0; cl < LIM_REG_CLASSES; cl++)
849       {
850         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
851         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
852         for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
853           {
854             HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
855
856             cover_class = ira_reg_class_cover[i];
857             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
858                                reg_class_contents[cover_class]);
859             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
860             if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2))
861               ira_class_translate[cl] = cover_class;
862           }
863       }
864   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
865     {
866       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
867       if (flag_ira_algorithm != IRA_ALGORITHM_PRIORITY)
868         for (cl_ptr = &alloc_reg_class_subclasses[cover_class][0];
869              (cl = *cl_ptr) != LIM_REG_CLASSES;
870              cl_ptr++)
871           {
872             if (ira_class_translate[cl] == NO_REGS)
873               ira_class_translate[cl] = cover_class;
874 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
875             else
876               {
877                 COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
878                 AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
879                 if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
880                   gcc_unreachable ();
881               }
882 #endif
883           }
884       ira_class_translate[cover_class] = cover_class;
885     }
886   /* For classes which are not fully covered by a cover class (in
887      other words covered by more one cover class), use the cheapest
888      cover class.  */
889   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
890     {
891       if (cl == NO_REGS || ira_class_translate[cl] != NO_REGS)
892         continue;
893       best_class = NO_REGS;
894       best_cost = INT_MAX;
895       for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
896         {
897           cover_class = ira_reg_class_cover[i];
898           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
899                              reg_class_contents[cover_class]);
900           AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
901           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
902           if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
903             {
904               min_cost = INT_MAX;
905               for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
906                 {
907                   cost = (ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
908                           + ira_memory_move_cost[mode][cl][1]);
909                   if (min_cost > cost)
910                     min_cost = cost;
911                 }
912               if (best_class == NO_REGS || best_cost > min_cost)
913                 {
914                   best_class = cover_class;
915                   best_cost = min_cost;
916                 }
917             }
918         }
919       ira_class_translate[cl] = best_class;
920     }
921 }
922
923 /* Order numbers of cover classes in original target cover class
924    array, -1 for non-cover classes.  */
925 static int cover_class_order[N_REG_CLASSES];
926
927 /* The function used to sort the important classes.  */
928 static int
929 comp_reg_classes_func (const void *v1p, const void *v2p)
930 {
931   enum reg_class cl1 = *(const enum reg_class *) v1p;
932   enum reg_class cl2 = *(const enum reg_class *) v2p;
933   int diff;
934
935   cl1 = ira_class_translate[cl1];
936   cl2 = ira_class_translate[cl2];
937   if (cl1 != NO_REGS && cl2 != NO_REGS
938       && (diff = cover_class_order[cl1] - cover_class_order[cl2]) != 0)
939     return diff;
940   return (int) cl1 - (int) cl2;
941 }
942
943 /* Reorder important classes according to the order of their cover
944    classes.  Set up array ira_important_class_nums too.  */
945 static void
946 reorder_important_classes (void)
947 {
948   int i;
949
950   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
951     cover_class_order[i] = -1;
952   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
953     cover_class_order[ira_reg_class_cover[i]] = i;
954   qsort (ira_important_classes, ira_important_classes_num,
955          sizeof (enum reg_class), comp_reg_classes_func);
956   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
957     ira_important_class_nums[ira_important_classes[i]] = i;
958 }
959
960 /* The biggest important reg_class inside of intersection of the two
961    reg_classes (that is calculated taking only hard registers
962    available for allocation into account).  If the both reg_classes
963    contain no hard registers available for allocation, the value is
964    calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
965    account.  */
966 enum reg_class ira_reg_class_intersect[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
967
968 /* True if the two classes (that is calculated taking only hard
969    registers available for allocation into account) are
970    intersected.  */
971 bool ira_reg_classes_intersect_p[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
972
973 /* Important classes with end marker LIM_REG_CLASSES which are
974    supersets with given important class (the first index).  That
975    includes given class itself.  This is calculated taking only hard
976    registers available for allocation into account.  */
977 enum reg_class ira_reg_class_super_classes[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
978
979 /* The biggest important reg_class inside of union of the two
980    reg_classes (that is calculated taking only hard registers
981    available for allocation into account).  If the both reg_classes
982    contain no hard registers available for allocation, the value is
983    calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
984    account.  In other words, the value is the corresponding
985    reg_class_subunion value.  */
986 enum reg_class ira_reg_class_union[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
987
988 /* Set up the above reg class relations.  */
989 static void
990 setup_reg_class_relations (void)
991 {
992   int i, cl1, cl2, cl3;
993   HARD_REG_SET intersection_set, union_set, temp_set2;
994   bool important_class_p[N_REG_CLASSES];
995
996   memset (important_class_p, 0, sizeof (important_class_p));
997   for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
998     important_class_p[ira_important_classes[i]] = true;
999   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1000     {
1001       ira_reg_class_super_classes[cl1][0] = LIM_REG_CLASSES;
1002       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1003         {
1004           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2] = false;
1005           ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = NO_REGS;
1006           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
1007           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1008           COPY_HARD_REG_SET (temp_set2, reg_class_contents[cl2]);
1009           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1010           if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset)
1011               && hard_reg_set_empty_p (temp_set2))
1012             {
1013               for (i = 0;; i++)
1014                 {
1015                   cl3 = reg_class_subclasses[cl1][i];
1016                   if (cl3 == LIM_REG_CLASSES)
1017                     break;
1018                   if (reg_class_subset_p (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2],
1019                                           (enum reg_class) cl3))
1020                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1021                 }
1022               ira_reg_class_union[cl1][cl2] = reg_class_subunion[cl1][cl2];
1023               continue;
1024             }
1025           ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2]
1026             = hard_reg_set_intersect_p (temp_hard_regset, temp_set2);
1027           if (important_class_p[cl1] && important_class_p[cl2]
1028               && hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2))
1029             {
1030               enum reg_class *p;
1031
1032               p = &ira_reg_class_super_classes[cl1][0];
1033               while (*p != LIM_REG_CLASSES)
1034                 p++;
1035               *p++ = (enum reg_class) cl2;
1036               *p = LIM_REG_CLASSES;
1037             }
1038           ira_reg_class_union[cl1][cl2] = NO_REGS;
1039           COPY_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl1]);
1040           AND_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl2]);
1041           AND_COMPL_HARD_REG_SET (intersection_set, no_unit_alloc_regs);
1042           COPY_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl1]);
1043           IOR_HARD_REG_SET (union_set, reg_class_contents[cl2]);
1044           AND_COMPL_HARD_REG_SET (union_set, no_unit_alloc_regs);
1045           for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
1046             {
1047               cl3 = ira_important_classes[i];
1048               COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl3]);
1049               AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
1050               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, intersection_set))
1051                 {
1052                   COPY_HARD_REG_SET
1053                     (temp_set2,
1054                      reg_class_contents[(int)
1055                                         ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]]);
1056                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1057                   if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1058                       /* Ignore unavailable hard registers and prefer
1059                          smallest class for debugging purposes.  */
1060                       || (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_set2)
1061                           && hard_reg_set_subset_p
1062                              (reg_class_contents[cl3],
1063                               reg_class_contents
1064                               [(int) ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]])))
1065                     ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1066                 }
1067               if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, union_set))
1068                 {
1069                   COPY_HARD_REG_SET
1070                     (temp_set2,
1071                      reg_class_contents[(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]);
1072                   AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
1073                   if (ira_reg_class_union[cl1][cl2] == NO_REGS
1074                       || (hard_reg_set_subset_p (temp_set2, temp_hard_regset)
1075
1076                           && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
1077                                                       temp_hard_regset)
1078                               /* Ignore unavailable hard registers and
1079                                  prefer smallest class for debugging
1080                                  purposes.  */
1081                               || hard_reg_set_subset_p
1082                                  (reg_class_contents[cl3],
1083                                   reg_class_contents
1084                                   [(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]))))
1085                     ira_reg_class_union[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
1086                 }
1087             }
1088         }
1089     }
1090 }
1091
1092 /* Output all cover classes and the translation map into file F.  */
1093 static void
1094 print_class_cover (FILE *f)
1095 {
1096   static const char *const reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
1097   int i;
1098
1099   fprintf (f, "Class cover:\n");
1100   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1101     fprintf (f, " %s", reg_class_names[ira_reg_class_cover[i]]);
1102   fprintf (f, "\nClass translation:\n");
1103   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
1104     fprintf (f, " %s -> %s\n", reg_class_names[i],
1105              reg_class_names[ira_class_translate[i]]);
1106 }
1107
1108 /* Output all cover classes and the translation map into
1109    stderr.  */
1110 void
1111 ira_debug_class_cover (void)
1112 {
1113   print_class_cover (stderr);
1114 }
1115
1116 /* Set up different arrays concerning class subsets, cover and
1117    important classes.  */
1118 static void
1119 find_reg_class_closure (void)
1120 {
1121   setup_reg_subclasses ();
1122   setup_cover_and_important_classes ();
1123   setup_class_translate ();
1124   reorder_important_classes ();
1125   setup_reg_class_relations ();
1126 }
1127
1128 \f
1129
1130 /* Map: hard register number -> cover class it belongs to.  If the
1131    corresponding class is NO_REGS, the hard register is not available
1132    for allocation.  */
1133 enum reg_class ira_hard_regno_cover_class[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
1134
1135 /* Set up the array above.  */
1136 static void
1137 setup_hard_regno_cover_class (void)
1138 {
1139   int i, j;
1140   enum reg_class cl;
1141
1142   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1143     {
1144       ira_hard_regno_cover_class[i] = NO_REGS;
1145       for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
1146         {
1147           cl = ira_reg_class_cover[j];
1148           if (ira_class_hard_reg_index[cl][i] >= 0)
1149             {
1150               ira_hard_regno_cover_class[i] = cl;
1151               break;
1152             }
1153         }
1154
1155     }
1156 }
1157
1158 \f
1159
1160 /* Map: register class x machine mode -> number of hard registers of
1161    given class needed to store value of given mode.  If the number is
1162    different, the size will be negative.  */
1163 int ira_reg_class_nregs[N_REG_CLASSES][MAX_MACHINE_MODE];
1164
1165 /* Maximal value of the previous array elements.  */
1166 int ira_max_nregs;
1167
1168 /* Form IRA_REG_CLASS_NREGS map.  */
1169 static void
1170 setup_reg_class_nregs (void)
1171 {
1172   int cl, m;
1173
1174   ira_max_nregs = -1;
1175   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
1176     for (m = 0; m < MAX_MACHINE_MODE; m++)
1177       {
1178         ira_reg_class_nregs[cl][m] = CLASS_MAX_NREGS ((enum reg_class) cl,
1179                                                       (enum machine_mode) m);
1180         if (ira_max_nregs < ira_reg_class_nregs[cl][m])
1181           ira_max_nregs = ira_reg_class_nregs[cl][m];
1182       }
1183 }
1184
1185 \f
1186
1187 /* Array whose values are hard regset of hard registers available for
1188    the allocation of given register class whose HARD_REGNO_MODE_OK
1189    values for given mode are zero.  */
1190 HARD_REG_SET prohibited_class_mode_regs[N_REG_CLASSES][NUM_MACHINE_MODES];
1191
1192 /* Set up PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS.  */
1193 static void
1194 setup_prohibited_class_mode_regs (void)
1195 {
1196   int i, j, k, hard_regno;
1197   enum reg_class cl;
1198
1199   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1200     {
1201       cl = ira_reg_class_cover[i];
1202       for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
1203         {
1204           CLEAR_HARD_REG_SET (prohibited_class_mode_regs[cl][j]);
1205           for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
1206             {
1207               hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
1208               if (! HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, (enum machine_mode) j))
1209                 SET_HARD_REG_BIT (prohibited_class_mode_regs[cl][j],
1210                                   hard_regno);
1211             }
1212         }
1213     }
1214 }
1215
1216 \f
1217
1218 /* Allocate and initialize IRA_REGISTER_MOVE_COST,
1219    IRA_MAY_MOVE_IN_COST, and IRA_MAY_MOVE_OUT_COST for MODE if it is
1220    not done yet.  */
1221 void
1222 ira_init_register_move_cost (enum machine_mode mode)
1223 {
1224   int cl1, cl2;
1225
1226   ira_assert (ira_register_move_cost[mode] == NULL
1227               && ira_may_move_in_cost[mode] == NULL
1228               && ira_may_move_out_cost[mode] == NULL);
1229   if (move_cost[mode] == NULL)
1230     init_move_cost (mode);
1231   ira_register_move_cost[mode] = move_cost[mode];
1232   /* Don't use ira_allocate because the tables exist out of scope of a
1233      IRA call.  */
1234   ira_may_move_in_cost[mode]
1235     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1236   memcpy (ira_may_move_in_cost[mode], may_move_in_cost[mode],
1237           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1238   ira_may_move_out_cost[mode]
1239     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1240   memcpy (ira_may_move_out_cost[mode], may_move_out_cost[mode],
1241           sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
1242   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
1243     {
1244       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
1245         {
1246           if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
1247             ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1248           if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
1249             ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
1250         }
1251     }
1252 }
1253
1254 \f
1255
1256 /* This is called once during compiler work.  It sets up
1257    different arrays whose values don't depend on the compiled
1258    function.  */
1259 void
1260 ira_init_once (void)
1261 {
1262   int mode;
1263
1264   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1265     {
1266       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1267       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1268       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1269     }
1270   ira_init_costs_once ();
1271 }
1272
1273 /* Free ira_register_move_cost, ira_may_move_in_cost, and
1274    ira_may_move_out_cost for each mode.  */
1275 static void
1276 free_register_move_costs (void)
1277 {
1278   int mode;
1279
1280   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
1281     {
1282       if (ira_may_move_in_cost[mode] != NULL)
1283         free (ira_may_move_in_cost[mode]);
1284       if (ira_may_move_out_cost[mode] != NULL)
1285         free (ira_may_move_out_cost[mode]);
1286       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
1287       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
1288       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
1289     }
1290 }
1291
1292 /* This is called every time when register related information is
1293    changed.  */
1294 void
1295 ira_init (void)
1296 {
1297   free_register_move_costs ();
1298   setup_reg_mode_hard_regset ();
1299   setup_alloc_regs (flag_omit_frame_pointer != 0);
1300   setup_class_subset_and_memory_move_costs ();
1301   find_reg_class_closure ();
1302   setup_hard_regno_cover_class ();
1303   setup_reg_class_nregs ();
1304   setup_prohibited_class_mode_regs ();
1305   ira_init_costs ();
1306 }
1307
1308 /* Function called once at the end of compiler work.  */
1309 void
1310 ira_finish_once (void)
1311 {
1312   ira_finish_costs_once ();
1313   free_register_move_costs ();
1314 }
1315
1316 \f
1317
1318 /* Array whose values are hard regset of hard registers for which
1319    move of the hard register in given mode into itself is
1320    prohibited.  */
1321 HARD_REG_SET ira_prohibited_mode_move_regs[NUM_MACHINE_MODES];
1322
1323 /* Flag of that the above array has been initialized.  */
1324 static bool ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = false;
1325
1326 /* Set up IRA_PROHIBITED_MODE_MOVE_REGS.  */
1327 static void
1328 setup_prohibited_mode_move_regs (void)
1329 {
1330   int i, j;
1331   rtx test_reg1, test_reg2, move_pat, move_insn;
1332
1333   if (ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
1334     return;
1335   ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = true;
1336   test_reg1 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1337   test_reg2 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
1338   move_pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, test_reg1, test_reg2);
1339   move_insn = gen_rtx_INSN (VOIDmode, 0, 0, 0, 0, 0, move_pat, -1, 0);
1340   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
1341     {
1342       SET_HARD_REG_SET (ira_prohibited_mode_move_regs[i]);
1343       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
1344         {
1345           if (! HARD_REGNO_MODE_OK (j, (enum machine_mode) i))
1346             continue;
1347           SET_REGNO (test_reg1, j);
1348           PUT_MODE (test_reg1, (enum machine_mode) i);
1349           SET_REGNO (test_reg2, j);
1350           PUT_MODE (test_reg2, (enum machine_mode) i);
1351           INSN_CODE (move_insn) = -1;
1352           recog_memoized (move_insn);
1353           if (INSN_CODE (move_insn) < 0)
1354             continue;
1355           extract_insn (move_insn);
1356           if (! constrain_operands (1))
1357             continue;
1358           CLEAR_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_mode_move_regs[i], j);
1359         }
1360     }
1361 }
1362
1363 \f
1364
1365 /* Function specific hard registers that can not be used for the
1366    register allocation.  */
1367 HARD_REG_SET ira_no_alloc_regs;
1368
1369 /* Return TRUE if *LOC contains an asm.  */
1370 static int
1371 insn_contains_asm_1 (rtx *loc, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1372 {
1373   if ( !*loc)
1374     return FALSE;
1375   if (GET_CODE (*loc) == ASM_OPERANDS)
1376     return TRUE;
1377   return FALSE;
1378 }
1379
1380
1381 /* Return TRUE if INSN contains an ASM.  */
1382 static bool
1383 insn_contains_asm (rtx insn)
1384 {
1385   return for_each_rtx (&insn, insn_contains_asm_1, NULL);
1386 }
1387
1388 /* Set up regs_asm_clobbered.  */
1389 static void
1390 compute_regs_asm_clobbered (char *regs_asm_clobbered)
1391 {
1392   basic_block bb;
1393
1394   memset (regs_asm_clobbered, 0, sizeof (char) * FIRST_PSEUDO_REGISTER);
1395
1396   FOR_EACH_BB (bb)
1397     {
1398       rtx insn;
1399       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
1400         {
1401           df_ref *def_rec;
1402
1403           if (insn_contains_asm (insn))
1404             for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
1405               {
1406                 df_ref def = *def_rec;
1407                 unsigned int dregno = DF_REF_REGNO (def);
1408                 if (dregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1409                   {
1410                     unsigned int i;
1411                     enum machine_mode mode = GET_MODE (DF_REF_REAL_REG (def));
1412                     unsigned int end = dregno
1413                       + hard_regno_nregs[dregno][mode] - 1;
1414
1415                     for (i = dregno; i <= end; ++i)
1416                       regs_asm_clobbered[i] = 1;
1417                   }
1418               }
1419         }
1420     }
1421 }
1422
1423
1424 /* Set up ELIMINABLE_REGSET, IRA_NO_ALLOC_REGS, and REGS_EVER_LIVE.  */
1425 void
1426 ira_setup_eliminable_regset (void)
1427 {
1428   /* Like regs_ever_live, but 1 if a reg is set or clobbered from an
1429      asm.  Unlike regs_ever_live, elements of this array corresponding
1430      to eliminable regs (like the frame pointer) are set if an asm
1431      sets them.  */
1432   char *regs_asm_clobbered
1433     = (char *) alloca (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (char));
1434 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1435   int i;
1436   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
1437 #endif
1438   /* FIXME: If EXIT_IGNORE_STACK is set, we will not save and restore
1439      sp for alloca.  So we can't eliminate the frame pointer in that
1440      case.  At some point, we should improve this by emitting the
1441      sp-adjusting insns for this case.  */
1442   int need_fp
1443     = (! flag_omit_frame_pointer
1444        || (cfun->calls_alloca && EXIT_IGNORE_STACK)
1445        /* We need the frame pointer to catch stack overflow exceptions
1446           if the stack pointer is moving.  */
1447        || (flag_stack_check && STACK_CHECK_MOVING_SP)
1448        || crtl->accesses_prior_frames
1449        || crtl->stack_realign_needed
1450        || targetm.frame_pointer_required ());
1451
1452   frame_pointer_needed = need_fp;
1453
1454   COPY_HARD_REG_SET (ira_no_alloc_regs, no_unit_alloc_regs);
1455   CLEAR_HARD_REG_SET (eliminable_regset);
1456
1457   compute_regs_asm_clobbered (regs_asm_clobbered);
1458   /* Build the regset of all eliminable registers and show we can't
1459      use those that we already know won't be eliminated.  */
1460 #ifdef ELIMINABLE_REGS
1461   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
1462     {
1463       bool cannot_elim
1464         = (! targetm.can_eliminate (eliminables[i].from, eliminables[i].to)
1465            || (eliminables[i].to == STACK_POINTER_REGNUM && need_fp));
1466
1467       if (! regs_asm_clobbered[eliminables[i].from])
1468         {
1469             SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, eliminables[i].from);
1470
1471             if (cannot_elim)
1472               SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, eliminables[i].from);
1473         }
1474       else if (cannot_elim)
1475         error ("%s cannot be used in asm here",
1476                reg_names[eliminables[i].from]);
1477       else
1478         df_set_regs_ever_live (eliminables[i].from, true);
1479     }
1480 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
1481   if (! regs_asm_clobbered[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM])
1482     {
1483       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1484       if (need_fp)
1485         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
1486     }
1487   else if (need_fp)
1488     error ("%s cannot be used in asm here",
1489            reg_names[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM]);
1490   else
1491     df_set_regs_ever_live (HARD_FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1492 #endif
1493
1494 #else
1495   if (! regs_asm_clobbered[FRAME_POINTER_REGNUM])
1496     {
1497       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, FRAME_POINTER_REGNUM);
1498       if (need_fp)
1499         SET_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, FRAME_POINTER_REGNUM);
1500     }
1501   else if (need_fp)
1502     error ("%s cannot be used in asm here", reg_names[FRAME_POINTER_REGNUM]);
1503   else
1504     df_set_regs_ever_live (FRAME_POINTER_REGNUM, true);
1505 #endif
1506 }
1507
1508 \f
1509
1510 /* The length of the following two arrays.  */
1511 int ira_reg_equiv_len;
1512
1513 /* The element value is TRUE if the corresponding regno value is
1514    invariant.  */
1515 bool *ira_reg_equiv_invariant_p;
1516
1517 /* The element value is equiv constant of given pseudo-register or
1518    NULL_RTX.  */
1519 rtx *ira_reg_equiv_const;
1520
1521 /* Set up the two arrays declared above.  */
1522 static void
1523 find_reg_equiv_invariant_const (void)
1524 {
1525   int i;
1526   bool invariant_p;
1527   rtx list, insn, note, constant, x;
1528
1529   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1530     {
1531       constant = NULL_RTX;
1532       invariant_p = false;
1533       for (list = reg_equiv_init[i]; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
1534         {
1535           insn = XEXP (list, 0);
1536           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1537
1538           if (note == NULL_RTX)
1539             continue;
1540
1541           x = XEXP (note, 0);
1542
1543           if (! function_invariant_p (x)
1544               || ! flag_pic
1545               /* A function invariant is often CONSTANT_P but may
1546                  include a register.  We promise to only pass CONSTANT_P
1547                  objects to LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P.  */
1548               || (CONSTANT_P (x) && LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P (x)))
1549             {
1550               /* It can happen that a REG_EQUIV note contains a MEM
1551                  that is not a legitimate memory operand.  As later
1552                  stages of the reload assume that all addresses found
1553                  in the reg_equiv_* arrays were originally legitimate,
1554                  we ignore such REG_EQUIV notes.  */
1555               if (memory_operand (x, VOIDmode))
1556                 invariant_p = MEM_READONLY_P (x);
1557               else if (function_invariant_p (x))
1558                 {
1559                   if (GET_CODE (x) == PLUS
1560                       || x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
1561                     invariant_p = true;
1562                   else
1563                     constant = x;
1564                 }
1565             }
1566         }
1567       ira_reg_equiv_invariant_p[i] = invariant_p;
1568       ira_reg_equiv_const[i] = constant;
1569     }
1570 }
1571
1572 \f
1573
1574 /* Vector of substitutions of register numbers,
1575    used to map pseudo regs into hardware regs.
1576    This is set up as a result of register allocation.
1577    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
1578    or is -1 if no hard reg was assigned.
1579    If N is a hard reg number, element N is N.  */
1580 short *reg_renumber;
1581
1582 /* Set up REG_RENUMBER and CALLER_SAVE_NEEDED (used by reload) from
1583    the allocation found by IRA.  */
1584 static void
1585 setup_reg_renumber (void)
1586 {
1587   int regno, hard_regno;
1588   ira_allocno_t a;
1589   ira_allocno_iterator ai;
1590
1591   caller_save_needed = 0;
1592   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1593     {
1594       /* There are no caps at this point.  */
1595       ira_assert (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) == NULL);
1596       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1597         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1598            somewhere in a region.  */
1599         ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = true;
1600       ira_free_allocno_updated_costs (a);
1601       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1602       regno = (int) REGNO (ALLOCNO_REG (a));
1603       reg_renumber[regno] = (hard_regno < 0 ? -1 : hard_regno);
1604       if (hard_regno >= 0 && ALLOCNO_CALLS_CROSSED_NUM (a) != 0
1605           && ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1606                                           call_used_reg_set))
1607         {
1608           ira_assert (!optimize || flag_caller_saves
1609                       || regno >= ira_reg_equiv_len
1610                       || ira_reg_equiv_const[regno]
1611                       || ira_reg_equiv_invariant_p[regno]);
1612           caller_save_needed = 1;
1613         }
1614     }
1615 }
1616
1617 /* Set up allocno assignment flags for further allocation
1618    improvements.  */
1619 static void
1620 setup_allocno_assignment_flags (void)
1621 {
1622   int hard_regno;
1623   ira_allocno_t a;
1624   ira_allocno_iterator ai;
1625
1626   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1627     {
1628       if (! ALLOCNO_ASSIGNED_P (a))
1629         /* It can happen if A is not referenced but partially anticipated
1630            somewhere in a region.  */
1631         ira_free_allocno_updated_costs (a);
1632       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1633       /* Don't assign hard registers to allocnos which are destination
1634          of removed store at the end of loop.  It has no sense to keep
1635          the same value in different hard registers.  It is also
1636          impossible to assign hard registers correctly to such
1637          allocnos because the cost info and info about intersected
1638          calls are incorrect for them.  */
1639       ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = (hard_regno >= 0
1640                                 || ALLOCNO_MEM_OPTIMIZED_DEST_P (a)
1641                                 || (ALLOCNO_MEMORY_COST (a)
1642                                     - ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a)) < 0);
1643       ira_assert (hard_regno < 0
1644                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1645                                                   reg_class_contents
1646                                                   [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1647     }
1648 }
1649
1650 /* Evaluate overall allocation cost and the costs for using hard
1651    registers and memory for allocnos.  */
1652 static void
1653 calculate_allocation_cost (void)
1654 {
1655   int hard_regno, cost;
1656   ira_allocno_t a;
1657   ira_allocno_iterator ai;
1658
1659   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
1660   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1661     {
1662       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1663       ira_assert (hard_regno < 0
1664                   || ! ira_hard_reg_not_in_set_p
1665                        (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
1666                         reg_class_contents[ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
1667       if (hard_regno < 0)
1668         {
1669           cost = ALLOCNO_MEMORY_COST (a);
1670           ira_mem_cost += cost;
1671         }
1672       else if (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a) != NULL)
1673         {
1674           cost = (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a)
1675                   [ira_class_hard_reg_index
1676                    [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)][hard_regno]]);
1677           ira_reg_cost += cost;
1678         }
1679       else
1680         {
1681           cost = ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a);
1682           ira_reg_cost += cost;
1683         }
1684       ira_overall_cost += cost;
1685     }
1686
1687   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
1688     {
1689       fprintf (ira_dump_file,
1690                "+++Costs: overall %d, reg %d, mem %d, ld %d, st %d, move %d\n",
1691                ira_overall_cost, ira_reg_cost, ira_mem_cost,
1692                ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost);
1693       fprintf (ira_dump_file, "+++       move loops %d, new jumps %d\n",
1694                ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num);
1695     }
1696
1697 }
1698
1699 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1700 /* Check the correctness of the allocation.  We do need this because
1701    of complicated code to transform more one region internal
1702    representation into one region representation.  */
1703 static void
1704 check_allocation (void)
1705 {
1706   ira_allocno_t a, conflict_a;
1707   int hard_regno, conflict_hard_regno, nregs, conflict_nregs;
1708   ira_allocno_conflict_iterator aci;
1709   ira_allocno_iterator ai;
1710
1711   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1712     {
1713       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL
1714           || (hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a)) < 0)
1715         continue;
1716       nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][ALLOCNO_MODE (a)];
1717       FOR_EACH_ALLOCNO_CONFLICT (a, conflict_a, aci)
1718         if ((conflict_hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (conflict_a)) >= 0)
1719           {
1720             conflict_nregs
1721               = (hard_regno_nregs
1722                  [conflict_hard_regno][ALLOCNO_MODE (conflict_a)]);
1723             if ((conflict_hard_regno <= hard_regno
1724                  && hard_regno < conflict_hard_regno + conflict_nregs)
1725                 || (hard_regno <= conflict_hard_regno
1726                     && conflict_hard_regno < hard_regno + nregs))
1727               {
1728                 fprintf (stderr, "bad allocation for %d and %d\n",
1729                          ALLOCNO_REGNO (a), ALLOCNO_REGNO (conflict_a));
1730                 gcc_unreachable ();
1731               }
1732           }
1733     }
1734 }
1735 #endif
1736
1737 /* Fix values of array REG_EQUIV_INIT after live range splitting done
1738    by IRA.  */
1739 static void
1740 fix_reg_equiv_init (void)
1741 {
1742   int max_regno = max_reg_num ();
1743   int i, new_regno;
1744   rtx x, prev, next, insn, set;
1745
1746   if (reg_equiv_init_size < max_regno)
1747     {
1748       reg_equiv_init
1749         = (rtx *) ggc_realloc (reg_equiv_init, max_regno * sizeof (rtx));
1750       while (reg_equiv_init_size < max_regno)
1751         reg_equiv_init[reg_equiv_init_size++] = NULL_RTX;
1752       for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
1753         for (prev = NULL_RTX, x = reg_equiv_init[i]; x != NULL_RTX; x = next)
1754           {
1755             next = XEXP (x, 1);
1756             insn = XEXP (x, 0);
1757             set = single_set (insn);
1758             ira_assert (set != NULL_RTX
1759                         && (REG_P (SET_DEST (set)) || REG_P (SET_SRC (set))));
1760             if (REG_P (SET_DEST (set))
1761                 && ((int) REGNO (SET_DEST (set)) == i
1762                     || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_DEST (set)) == i))
1763               new_regno = REGNO (SET_DEST (set));
1764             else if (REG_P (SET_SRC (set))
1765                      && ((int) REGNO (SET_SRC (set)) == i
1766                          || (int) ORIGINAL_REGNO (SET_SRC (set)) == i))
1767               new_regno = REGNO (SET_SRC (set));
1768             else
1769               gcc_unreachable ();
1770             if (new_regno == i)
1771               prev = x;
1772             else
1773               {
1774                 if (prev == NULL_RTX)
1775                   reg_equiv_init[i] = next;
1776                 else
1777                   XEXP (prev, 1) = next;
1778                 XEXP (x, 1) = reg_equiv_init[new_regno];
1779                 reg_equiv_init[new_regno] = x;
1780               }
1781           }
1782     }
1783 }
1784
1785 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
1786 /* Print redundant memory-memory copies.  */
1787 static void
1788 print_redundant_copies (void)
1789 {
1790   int hard_regno;
1791   ira_allocno_t a;
1792   ira_copy_t cp, next_cp;
1793   ira_allocno_iterator ai;
1794
1795   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
1796     {
1797       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL)
1798         /* It is a cap. */
1799         continue;
1800       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
1801       if (hard_regno >= 0)
1802         continue;
1803       for (cp = ALLOCNO_COPIES (a); cp != NULL; cp = next_cp)
1804         if (cp->first == a)
1805           next_cp = cp->next_first_allocno_copy;
1806         else
1807           {
1808             next_cp = cp->next_second_allocno_copy;
1809             if (internal_flag_ira_verbose > 4 && ira_dump_file != NULL
1810                 && cp->insn != NULL_RTX
1811                 && ALLOCNO_HARD_REGNO (cp->first) == hard_regno)
1812               fprintf (ira_dump_file,
1813                        "        Redundant move from %d(freq %d):%d\n",
1814                        INSN_UID (cp->insn), cp->freq, hard_regno);
1815           }
1816     }
1817 }
1818 #endif
1819
1820 /* Setup preferred and alternative classes for new pseudo-registers
1821    created by IRA starting with START.  */
1822 static void
1823 setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos (int start)
1824 {
1825   int i, old_regno;
1826   int max_regno = max_reg_num ();
1827
1828   for (i = start; i < max_regno; i++)
1829     {
1830       old_regno = ORIGINAL_REGNO (regno_reg_rtx[i]);
1831       ira_assert (i != old_regno);
1832       setup_reg_classes (i, reg_preferred_class (old_regno),
1833                          reg_alternate_class (old_regno),
1834                          reg_cover_class (old_regno));
1835       if (internal_flag_ira_verbose > 2 && ira_dump_file != NULL)
1836         fprintf (ira_dump_file,
1837                  "    New r%d: setting preferred %s, alternative %s\n",
1838                  i, reg_class_names[reg_preferred_class (old_regno)],
1839                  reg_class_names[reg_alternate_class (old_regno)]);
1840     }
1841 }
1842
1843 \f
1844
1845 /* Regional allocation can create new pseudo-registers.  This function
1846    expands some arrays for pseudo-registers.  */
1847 static void
1848 expand_reg_info (int old_size)
1849 {
1850   int i;
1851   int size = max_reg_num ();
1852
1853   resize_reg_info ();
1854   for (i = old_size; i < size; i++)
1855     setup_reg_classes (i, GENERAL_REGS, ALL_REGS, GENERAL_REGS);
1856 }
1857
1858 /* Return TRUE if there is too high register pressure in the function.
1859    It is used to decide when stack slot sharing is worth to do.  */
1860 static bool
1861 too_high_register_pressure_p (void)
1862 {
1863   int i;
1864   enum reg_class cover_class;
1865
1866   for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
1867     {
1868       cover_class = ira_reg_class_cover[i];
1869       if (ira_loop_tree_root->reg_pressure[cover_class] > 10000)
1870         return true;
1871     }
1872   return false;
1873 }
1874
1875 \f
1876
1877 /* Indicate that hard register number FROM was eliminated and replaced with
1878    an offset from hard register number TO.  The status of hard registers live
1879    at the start of a basic block is updated by replacing a use of FROM with
1880    a use of TO.  */
1881
1882 void
1883 mark_elimination (int from, int to)
1884 {
1885   basic_block bb;
1886
1887   FOR_EACH_BB (bb)
1888     {
1889       /* We don't use LIVE info in IRA.  */
1890       regset r = DF_LR_IN (bb);
1891
1892       if (REGNO_REG_SET_P (r, from))
1893         {
1894           CLEAR_REGNO_REG_SET (r, from);
1895           SET_REGNO_REG_SET (r, to);
1896         }
1897     }
1898 }
1899
1900 \f
1901
1902 struct equivalence
1903 {
1904   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
1905      keep track of what memory accesses might be created later,
1906      e.g. by reload.  */
1907   rtx replacement;
1908   rtx *src_p;
1909   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
1910   rtx init_insns;
1911   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
1912      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
1913   int loop_depth;
1914   /* Nonzero if this had a preexisting REG_EQUIV note.  */
1915   int is_arg_equivalence;
1916   /* Set when an attempt should be made to replace a register
1917      with the associated src_p entry.  */
1918   char replace;
1919 };
1920
1921 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
1922    structure for that register.  */
1923 static struct equivalence *reg_equiv;
1924
1925 /* Used for communication between the following two functions: contains
1926    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
1927 static rtx equiv_mem;
1928
1929 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
1930 static int equiv_mem_modified;
1931
1932 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
1933    Called via note_stores.  */
1934 static void
1935 validate_equiv_mem_from_store (rtx dest, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED,
1936                                void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1937 {
1938   if ((REG_P (dest)
1939        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
1940       || (MEM_P (dest)
1941           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
1942     equiv_mem_modified = 1;
1943 }
1944
1945 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
1946    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
1947    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
1948    CALL_INSN.
1949
1950    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
1951 static int
1952 validate_equiv_mem (rtx start, rtx reg, rtx memref)
1953 {
1954   rtx insn;
1955   rtx note;
1956
1957   equiv_mem = memref;
1958   equiv_mem_modified = 0;
1959
1960   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
1961      valid equivalence.  */
1962   if (side_effects_p (memref))
1963     return 0;
1964
1965   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
1966     {
1967       if (! INSN_P (insn))
1968         continue;
1969
1970       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
1971         return 1;
1972
1973       if (CALL_P (insn) && ! MEM_READONLY_P (memref)
1974           && ! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1975         return 0;
1976
1977       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
1978
1979       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
1980          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
1981          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
1982          the trouble.  */
1983
1984       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
1985         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
1986              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
1987             && REG_P (XEXP (note, 0))
1988             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
1989           return 0;
1990     }
1991
1992   return 0;
1993 }
1994
1995 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
1996 static int
1997 equiv_init_varies_p (rtx x)
1998 {
1999   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
2000   int i;
2001   const char *fmt;
2002
2003   switch (code)
2004     {
2005     case MEM:
2006       return !MEM_READONLY_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
2007
2008     case CONST:
2009     case CONST_INT:
2010     case CONST_DOUBLE:
2011     case CONST_FIXED:
2012     case CONST_VECTOR:
2013     case SYMBOL_REF:
2014     case LABEL_REF:
2015       return 0;
2016
2017     case REG:
2018       return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
2019
2020     case ASM_OPERANDS:
2021       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2022         return 1;
2023
2024       /* Fall through.  */
2025
2026     default:
2027       break;
2028     }
2029
2030   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2031   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2032     if (fmt[i] == 'e')
2033       {
2034         if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
2035           return 1;
2036       }
2037     else if (fmt[i] == 'E')
2038       {
2039         int j;
2040         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2041           if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
2042             return 1;
2043       }
2044
2045   return 0;
2046 }
2047
2048 /* Returns nonzero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
2049    X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
2050    which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
2051    or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
2052 static int
2053 equiv_init_movable_p (rtx x, int regno)
2054 {
2055   int i, j;
2056   const char *fmt;
2057   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2058
2059   switch (code)
2060     {
2061     case SET:
2062       return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
2063
2064     case CC0:
2065     case CLOBBER:
2066       return 0;
2067
2068     case PRE_INC:
2069     case PRE_DEC:
2070     case POST_INC:
2071     case POST_DEC:
2072     case PRE_MODIFY:
2073     case POST_MODIFY:
2074       return 0;
2075
2076     case REG:
2077       return (reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
2078               && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
2079              || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < NUM_FIXED_BLOCKS && ! rtx_varies_p (x, 0));
2080
2081     case UNSPEC_VOLATILE:
2082       return 0;
2083
2084     case ASM_OPERANDS:
2085       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2086         return 0;
2087
2088       /* Fall through.  */
2089
2090     default:
2091       break;
2092     }
2093
2094   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2095   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2096     switch (fmt[i])
2097       {
2098       case 'e':
2099         if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
2100           return 0;
2101         break;
2102       case 'E':
2103         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2104           if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
2105             return 0;
2106         break;
2107       }
2108
2109   return 1;
2110 }
2111
2112 /* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is true.  */
2113 static int
2114 contains_replace_regs (rtx x)
2115 {
2116   int i, j;
2117   const char *fmt;
2118   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2119
2120   switch (code)
2121     {
2122     case CONST_INT:
2123     case CONST:
2124     case LABEL_REF:
2125     case SYMBOL_REF:
2126     case CONST_DOUBLE:
2127     case CONST_FIXED:
2128     case CONST_VECTOR:
2129     case PC:
2130     case CC0:
2131     case HIGH:
2132       return 0;
2133
2134     case REG:
2135       return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
2136
2137     default:
2138       break;
2139     }
2140
2141   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2142   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2143     switch (fmt[i])
2144       {
2145       case 'e':
2146         if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
2147           return 1;
2148         break;
2149       case 'E':
2150         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2151           if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
2152             return 1;
2153         break;
2154       }
2155
2156   return 0;
2157 }
2158
2159 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
2160    to MEMREF.  */
2161 static int
2162 memref_referenced_p (rtx memref, rtx x)
2163 {
2164   int i, j;
2165   const char *fmt;
2166   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2167
2168   switch (code)
2169     {
2170     case CONST_INT:
2171     case CONST:
2172     case LABEL_REF:
2173     case SYMBOL_REF:
2174     case CONST_DOUBLE:
2175     case CONST_FIXED:
2176     case CONST_VECTOR:
2177     case PC:
2178     case CC0:
2179     case HIGH:
2180     case LO_SUM:
2181       return 0;
2182
2183     case REG:
2184       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
2185               && memref_referenced_p (memref,
2186                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
2187
2188     case MEM:
2189       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
2190         return 1;
2191       break;
2192
2193     case SET:
2194       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
2195          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
2196       if (MEM_P (SET_DEST (x)))
2197         {
2198           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
2199             return 1;
2200         }
2201       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
2202         return 1;
2203
2204       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
2205
2206     default:
2207       break;
2208     }
2209
2210   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2211   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2212     switch (fmt[i])
2213       {
2214       case 'e':
2215         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
2216           return 1;
2217         break;
2218       case 'E':
2219         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2220           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
2221             return 1;
2222         break;
2223       }
2224
2225   return 0;
2226 }
2227
2228 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
2229    that would be affected by a store to MEMREF.  */
2230 static int
2231 memref_used_between_p (rtx memref, rtx start, rtx end)
2232 {
2233   rtx insn;
2234
2235   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2236        insn = NEXT_INSN (insn))
2237     {
2238       if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2239         continue;
2240
2241       if (memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
2242         return 1;
2243
2244       /* Nonconst functions may access memory.  */
2245       if (CALL_P (insn) && (! RTL_CONST_CALL_P (insn)))
2246         return 1;
2247     }
2248
2249   return 0;
2250 }
2251
2252 /* Mark REG as having no known equivalence.
2253    Some instructions might have been processed before and furnished
2254    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
2255    removed.
2256    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
2257    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
2258    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
2259 static void
2260 no_equiv (rtx reg, const_rtx store ATTRIBUTE_UNUSED, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2261 {
2262   int regno;
2263   rtx list;
2264
2265   if (!REG_P (reg))
2266     return;
2267   regno = REGNO (reg);
2268   list = reg_equiv[regno].init_insns;
2269   if (list == const0_rtx)
2270     return;
2271   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
2272   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
2273   /* This doesn't matter for equivalences made for argument registers, we
2274      should keep their initialization insns.  */
2275   if (reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2276     return;
2277   reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2278   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
2279     {
2280       rtx insn = XEXP (list, 0);
2281       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
2282     }
2283 }
2284
2285 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
2286 static int recorded_label_ref;
2287
2288 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
2289    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
2290    from a single constant).  Lower their priority for a register.
2291
2292    If such a register is only referenced once, try substituting its value
2293    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
2294    completely.
2295
2296    Initialize the REG_EQUIV_INIT array of initializing insns.
2297
2298    Return non-zero if jump label rebuilding should be done.  */
2299 static int
2300 update_equiv_regs (void)
2301 {
2302   rtx insn;
2303   basic_block bb;
2304   int loop_depth;
2305   bitmap cleared_regs;
2306
2307   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
2308      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
2309   recorded_label_ref = 0;
2310
2311   reg_equiv = XCNEWVEC (struct equivalence, max_regno);
2312   reg_equiv_init = GGC_CNEWVEC (rtx, max_regno);
2313   reg_equiv_init_size = max_regno;
2314
2315   init_alias_analysis ();
2316
2317   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
2318      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
2319      a register can be set below its use.  */
2320   FOR_EACH_BB (bb)
2321     {
2322       loop_depth = bb->loop_depth;
2323
2324       for (insn = BB_HEAD (bb);
2325            insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
2326            insn = NEXT_INSN (insn))
2327         {
2328           rtx note;
2329           rtx set;
2330           rtx dest, src;
2331           int regno;
2332
2333           if (! INSN_P (insn))
2334             continue;
2335
2336           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2337             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
2338               no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
2339
2340           set = single_set (insn);
2341
2342           /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
2343              only mark all destinations as having no known equivalence.  */
2344           if (set == 0)
2345             {
2346               note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
2347               continue;
2348             }
2349           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2350             {
2351               int i;
2352
2353               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2354                 {
2355                   rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2356                   if (part != set)
2357                     note_stores (part, no_equiv, NULL);
2358                 }
2359             }
2360
2361           dest = SET_DEST (set);
2362           src = SET_SRC (set);
2363
2364           /* See if this is setting up the equivalence between an argument
2365              register and its stack slot.  */
2366           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2367           if (note)
2368             {
2369               gcc_assert (REG_P (dest));
2370               regno = REGNO (dest);
2371
2372               /* Note that we don't want to clear reg_equiv_init even if there
2373                  are multiple sets of this register.  */
2374               reg_equiv[regno].is_arg_equivalence = 1;
2375
2376               /* Record for reload that this is an equivalencing insn.  */
2377               if (rtx_equal_p (src, XEXP (note, 0)))
2378                 reg_equiv_init[regno]
2379                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2380
2381               /* Continue normally in case this is a candidate for
2382                  replacements.  */
2383             }
2384
2385           if (!optimize)
2386             continue;
2387
2388           /* We only handle the case of a pseudo register being set
2389              once, or always to the same value.  */
2390           /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
2391              values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
2392              to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
2393              handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
2394              calculate_needs, but we traditionally work around this problem
2395              here by rejecting equivalences when the destination is in a register
2396              that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
2397              preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
2398              or use it.  */
2399
2400           if (!REG_P (dest)
2401               || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2402               || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
2403               || (CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (regno))
2404                   && MEM_P (src) && ! reg_equiv[regno].is_arg_equivalence))
2405             {
2406               /* This might be setting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
2407                  also set somewhere else to a constant.  */
2408               note_stores (set, no_equiv, NULL);
2409               continue;
2410             }
2411
2412           note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
2413
2414           /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
2415              REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
2416              there's no point creating it earlier than here.  */
2417           if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
2418             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2419
2420           /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
2421              since it represents a function call */
2422           if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
2423             note = NULL_RTX;
2424
2425           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) != 1
2426               && (! note
2427                   || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
2428                   || (reg_equiv[regno].replacement
2429                       && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
2430                                         reg_equiv[regno].replacement))))
2431             {
2432               no_equiv (dest, set, NULL);
2433               continue;
2434             }
2435           /* Record this insn as initializing this register.  */
2436           reg_equiv[regno].init_insns
2437             = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
2438
2439           /* If this register is known to be equal to a constant, record that
2440              it is always equivalent to the constant.  */
2441           if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2442               && note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
2443             {
2444               rtx note_value = XEXP (note, 0);
2445               remove_note (insn, note);
2446               set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, note_value);
2447             }
2448
2449           /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
2450              of that register.  Record this insn if the register is only used once
2451              more and the equivalence value is the same as our source.
2452
2453              The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
2454              indication that it may be more efficient to actually emit the insn
2455              as written (if no registers are available, reload will substitute
2456              the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
2457              dying in this insn whose death notes would be missed.
2458
2459              If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
2460              a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
2461              MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
2462              note.  */
2463
2464           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
2465
2466           if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2467               && MEM_P (SET_SRC (set))
2468               && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
2469             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, copy_rtx (SET_SRC (set)));
2470
2471           if (note)
2472             {
2473               int regno = REGNO (dest);
2474               rtx x = XEXP (note, 0);
2475
2476               /* If we haven't done so, record for reload that this is an
2477                  equivalencing insn.  */
2478               if (!reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
2479                 reg_equiv_init[regno]
2480                   = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init[regno]);
2481
2482               /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
2483                  We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
2484                  pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
2485                  indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
2486                  jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
2487               if (GET_CODE (x) == LABEL_REF
2488                   || (GET_CODE (x) == CONST
2489                       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
2490                       && (GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == LABEL_REF)))
2491                 recorded_label_ref = 1;
2492
2493               reg_equiv[regno].replacement = x;
2494               reg_equiv[regno].src_p = &SET_SRC (set);
2495               reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
2496
2497               /* Don't mess with things live during setjmp.  */
2498               if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
2499                 {
2500                   /* Note that the statement below does not affect the priority
2501                      in local-alloc!  */
2502                   REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
2503
2504                   /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
2505                      set once and used once, indicate that the reference may be
2506                      replaced by the equivalence we computed above.  Do this
2507                      even if the register is only used in one block so that
2508                      dependencies can be handled where the last register is
2509                      used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
2510                      and to reduce the number of registers alive across
2511                      calls.  */
2512
2513                   if (REG_N_REFS (regno) == 2
2514                       && (rtx_equal_p (x, src)
2515                           || ! equiv_init_varies_p (src))
2516                       && NONJUMP_INSN_P (insn)
2517                       && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
2518                     reg_equiv[regno].replace = 1;
2519                 }
2520             }
2521         }
2522     }
2523
2524   if (!optimize)
2525     goto out;
2526
2527   /* A second pass, to gather additional equivalences with memory.  This needs
2528      to be done after we know which registers we are going to replace.  */
2529
2530   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2531     {
2532       rtx set, src, dest;
2533       unsigned regno;
2534
2535       if (! INSN_P (insn))
2536         continue;
2537
2538       set = single_set (insn);
2539       if (! set)
2540         continue;
2541
2542       dest = SET_DEST (set);
2543       src = SET_SRC (set);
2544
2545       /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
2546          in a single basic block, see if the register is always equivalent
2547          to that memory location and if moving the store from INSN to the
2548          insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
2549          initializing insn.
2550
2551          Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
2552          REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
2553
2554          If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
2555          then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
2556          optimization may move the set of this register immediately before
2557          insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
2558          the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
2559          pseudo.  */
2560
2561       if (MEM_P (dest) && REG_P (src)
2562           && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2563           && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
2564           && DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
2565           && reg_equiv[regno].init_insns != 0
2566           && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
2567           && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
2568                               REG_EQUIV, NULL_RTX)
2569           && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
2570         {
2571           rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2572           if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
2573               && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn)
2574               /* Attaching a REG_EQUIV note will fail if INIT_INSN has
2575                  multiple sets.  */
2576               && set_unique_reg_note (init_insn, REG_EQUIV, copy_rtx (dest)))
2577             {
2578               /* This insn makes the equivalence, not the one initializing
2579                  the register.  */
2580               reg_equiv_init[regno]
2581                 = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, NULL_RTX);
2582               df_notes_rescan (init_insn);
2583             }
2584         }
2585     }
2586
2587   cleared_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2588   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
2589      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
2590      reference with the equivalent form.  If we can, delete the
2591      initializing reference and this register will go away.  If we
2592      can't replace the reference, and the initializing reference is
2593      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
2594      initialization just before the use, so that they are in the same
2595      basic block.  */
2596   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2597     {
2598       loop_depth = bb->loop_depth;
2599       for (insn = BB_END (bb);
2600            insn != PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
2601            insn = PREV_INSN (insn))
2602         {
2603           rtx link;
2604
2605           if (! INSN_P (insn))
2606             continue;
2607
2608           /* Don't substitute into a non-local goto, this confuses CFG.  */
2609           if (JUMP_P (insn)
2610               && find_reg_note (insn, REG_NON_LOCAL_GOTO, NULL_RTX))
2611             continue;
2612
2613           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
2614             {
2615               if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
2616                   /* Make sure this insn still refers to the register.  */
2617                   && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
2618                 {
2619                   int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
2620                   rtx equiv_insn;
2621
2622                   if (! reg_equiv[regno].replace
2623                       || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth)
2624                     continue;
2625
2626                   /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
2627                      REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
2628                      once and used once.  (If it were only set, but not used,
2629                      flow would have deleted the setting insns.)  Hence
2630                      there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
2631                   gcc_assert (reg_equiv[regno].init_insns
2632                               && !XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1));
2633                   equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
2634
2635                   /* We may not move instructions that can throw, since
2636                      that changes basic block boundaries and we are not
2637                      prepared to adjust the CFG to match.  */
2638                   if (can_throw_internal (equiv_insn))
2639                     continue;
2640
2641                   if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
2642                       && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
2643                                                *(reg_equiv[regno].src_p), insn))
2644                     {
2645                       rtx equiv_link;
2646                       rtx last_link;
2647                       rtx note;
2648
2649                       /* Find the last note.  */
2650                       for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
2651                            last_link = XEXP (last_link, 1))
2652                         ;
2653
2654                       /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
2655                       equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
2656                       while (equiv_link)
2657                         {
2658                           note = equiv_link;
2659                           equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
2660                           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
2661                             {
2662                               remove_note (equiv_insn, note);
2663                               XEXP (last_link, 1) = note;
2664                               XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
2665                               last_link = note;
2666                             }
2667                         }
2668
2669                       remove_death (regno, insn);
2670                       SET_REG_N_REFS (regno, 0);
2671                       REG_FREQ (regno) = 0;
2672                       delete_insn (equiv_insn);
2673
2674                       reg_equiv[regno].init_insns
2675                         = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
2676
2677                       reg_equiv_init[regno] = NULL_RTX;
2678                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2679                     }
2680                   /* Move the initialization of the register to just before
2681                      INSN.  Update the flow information.  */
2682                   else if (prev_nondebug_insn (insn) != equiv_insn)
2683                     {
2684                       rtx new_insn;
2685
2686                       new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
2687                       REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
2688                       REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
2689                       /* Rescan it to process the notes.  */
2690                       df_insn_rescan (new_insn);
2691
2692                       /* Make sure this insn is recognized before
2693                          reload begins, otherwise
2694                          eliminate_regs_in_insn will die.  */
2695                       INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
2696
2697                       delete_insn (equiv_insn);
2698
2699                       XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
2700
2701                       REG_BASIC_BLOCK (regno) = bb->index;
2702                       REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2703                       REG_FREQ_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2704                       REG_N_THROWING_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
2705                       REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
2706
2707                       if (insn == BB_HEAD (bb))
2708                         BB_HEAD (bb) = PREV_INSN (insn);
2709
2710                       reg_equiv_init[regno]
2711                         = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, new_insn, NULL_RTX);
2712                       bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
2713                     }
2714                 }
2715             }
2716         }
2717     }
2718
2719   if (!bitmap_empty_p (cleared_regs))
2720     FOR_EACH_BB (bb)
2721       {
2722         bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_IN (bb), cleared_regs);
2723         bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_OUT (bb), cleared_regs);
2724         bitmap_and_compl_into (DF_LR_IN (bb), cleared_regs);
2725         bitmap_and_compl_into (DF_LR_OUT (bb), cleared_regs);
2726       }
2727
2728   BITMAP_FREE (cleared_regs);
2729
2730   out:
2731   /* Clean up.  */
2732
2733   end_alias_analysis ();
2734   free (reg_equiv);
2735   return recorded_label_ref;
2736 }
2737
2738 \f
2739
2740 /* Print chain C to FILE.  */
2741 static void
2742 print_insn_chain (FILE *file, struct insn_chain *c)
2743 {
2744   fprintf (file, "insn=%d, ", INSN_UID(c->insn));
2745   bitmap_print (file, &c->live_throughout, "live_throughout: ", ", ");
2746   bitmap_print (file, &c->dead_or_set, "dead_or_set: ", "\n");
2747 }
2748
2749
2750 /* Print all reload_insn_chains to FILE.  */
2751 static void
2752 print_insn_chains (FILE *file)
2753 {
2754   struct insn_chain *c;
2755   for (c = reload_insn_chain; c ; c = c->next)
2756     print_insn_chain (file, c);
2757 }
2758
2759 /* Return true if pseudo REGNO should be added to set live_throughout
2760    or dead_or_set of the insn chains for reload consideration.  */
2761 static bool
2762 pseudo_for_reload_consideration_p (int regno)
2763 {
2764   /* Consider spilled pseudos too for IRA because they still have a
2765      chance to get hard-registers in the reload when IRA is used.  */
2766   return (reg_renumber[regno] >= 0
2767           || (ira_conflicts_p && flag_ira_share_spill_slots));
2768 }
2769
2770 /* Init LIVE_SUBREGS[ALLOCNUM] and LIVE_SUBREGS_USED[ALLOCNUM] using
2771    REG to the number of nregs, and INIT_VALUE to get the
2772    initialization.  ALLOCNUM need not be the regno of REG.  */
2773 static void
2774 init_live_subregs (bool init_value, sbitmap *live_subregs,
2775                    int *live_subregs_used, int allocnum, rtx reg)
2776 {
2777   unsigned int regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
2778   int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (regno_reg_rtx[regno]));
2779
2780   gcc_assert (size > 0);
2781
2782   /* Been there, done that.  */
2783   if (live_subregs_used[allocnum])
2784     return;
2785
2786   /* Create a new one with zeros.  */
2787   if (live_subregs[allocnum] == NULL)
2788     live_subregs[allocnum] = sbitmap_alloc (size);
2789
2790   /* If the entire reg was live before blasting into subregs, we need
2791      to init all of the subregs to ones else init to 0.  */
2792   if (init_value)
2793     sbitmap_ones (live_subregs[allocnum]);
2794   else
2795     sbitmap_zero (live_subregs[allocnum]);
2796
2797   /* Set the number of bits that we really want.  */
2798   live_subregs_used[allocnum] = size;
2799 }
2800
2801 /* Walk the insns of the current function and build reload_insn_chain,
2802    and record register life information.  */
2803 static void
2804 build_insn_chain (void)
2805 {
2806   unsigned int i;
2807   struct insn_chain **p = &reload_insn_chain;
2808   basic_block bb;
2809   struct insn_chain *c = NULL;
2810   struct insn_chain *next = NULL;
2811   bitmap live_relevant_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
2812   bitmap elim_regset = BITMAP_ALLOC (NULL);
2813   /* live_subregs is a vector used to keep accurate information about
2814      which hardregs are live in multiword pseudos.  live_subregs and
2815      live_subregs_used are indexed by pseudo number.  The live_subreg
2816      entry for a particular pseudo is only used if the corresponding
2817      element is non zero in live_subregs_used.  The value in
2818      live_subregs_used is number of bytes that the pseudo can
2819      occupy.  */
2820   sbitmap *live_subregs = XCNEWVEC (sbitmap, max_regno);
2821   int *live_subregs_used = XNEWVEC (int, max_regno);
2822
2823   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2824     if (TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, i))
2825       bitmap_set_bit (elim_regset, i);
2826   FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2827     {
2828       bitmap_iterator bi;
2829       rtx insn;
2830
2831       CLEAR_REG_SET (live_relevant_regs);
2832       memset (live_subregs_used, 0, max_regno * sizeof (int));
2833
2834       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb), 0, i, bi)
2835         {
2836           if (i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2837             break;
2838           bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2839         }
2840
2841       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb),
2842                                 FIRST_PSEUDO_REGISTER, i, bi)
2843         {
2844           if (pseudo_for_reload_consideration_p (i))
2845             bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
2846         }
2847
2848       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
2849         {
2850           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
2851             {
2852               unsigned int uid = INSN_UID (insn);
2853               df_ref *def_rec;
2854               df_ref *use_rec;
2855
2856               c = new_insn_chain ();
2857               c->next = next;
2858               next = c;
2859               *p = c;
2860               p = &c->prev;
2861
2862               c->insn = insn;
2863               c->block = bb->index;
2864
2865               if (INSN_P (insn))
2866                 for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
2867                   {
2868                     df_ref def = *def_rec;
2869                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (def);
2870
2871                     /* Ignore may clobbers because these are generated
2872                        from calls. However, every other kind of def is
2873                        added to dead_or_set.  */
2874                     if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_MAY_CLOBBER))
2875                       {
2876                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2877                           {
2878                             if (!fixed_regs[regno])
2879                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2880                           }
2881                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2882                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2883                       }
2884
2885                     if ((regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2886                          || reg_renumber[regno] >= 0
2887                          || ira_conflicts_p)
2888                         && (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_CONDITIONAL)))
2889                       {
2890                         rtx reg = DF_REF_REG (def);
2891
2892                         /* We can model subregs, but not if they are
2893                            wrapped in ZERO_EXTRACTS.  */
2894                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
2895                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_ZERO_EXTRACT))
2896                           {
2897                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
2898                             unsigned int last = start
2899                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
2900
2901                             init_live_subregs
2902                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
2903                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
2904
2905                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET
2906                                 (def, DF_REF_STRICT_LOW_PART))
2907                               {
2908                                 /* Expand the range to cover entire words.
2909                                    Bytes added here are "don't care".  */
2910                                 start
2911                                   = start / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD;
2912                                 last = ((last + UNITS_PER_WORD - 1)
2913                                         / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD);
2914                               }
2915
2916                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
2917                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
2918                               last = live_subregs_used[regno];
2919
2920                             while (start < last)
2921                               {
2922                                 RESET_BIT (live_subregs[regno], start);
2923                                 start++;
2924                               }
2925
2926                             if (sbitmap_empty_p (live_subregs[regno]))
2927                               {
2928                                 live_subregs_used[regno] = 0;
2929                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
2930                               }
2931                             else
2932                               /* Set live_relevant_regs here because
2933                                  that bit has to be true to get us to
2934                                  look at the live_subregs fields.  */
2935                               bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
2936                           }
2937                         else
2938                           {
2939                             /* DF_REF_PARTIAL is generated for
2940                                subregs, STRICT_LOW_PART, and
2941                                ZERO_EXTRACT.  We handle the subreg
2942                                case above so here we have to keep from
2943                                modeling the def as a killing def.  */
2944                             if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_PARTIAL))
2945                               {
2946                                 bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
2947                                 live_subregs_used[regno] = 0;
2948                               }
2949                           }
2950                       }
2951                   }
2952
2953               bitmap_and_compl_into (live_relevant_regs, elim_regset);
2954               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
2955
2956               if (INSN_P (insn))
2957                 for (use_rec = DF_INSN_UID_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
2958                   {
2959                     df_ref use = *use_rec;
2960                     unsigned int regno = DF_REF_REGNO (use);
2961                     rtx reg = DF_REF_REG (use);
2962
2963                     /* DF_REF_READ_WRITE on a use means that this use
2964                        is fabricated from a def that is a partial set
2965                        to a multiword reg.  Here, we only model the
2966                        subreg case that is not wrapped in ZERO_EXTRACT
2967                        precisely so we do not need to look at the
2968                        fabricated use. */
2969                     if (DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_READ_WRITE)
2970                         && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_ZERO_EXTRACT)
2971                         && DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_SUBREG))
2972                       continue;
2973
2974                     /* Add the last use of each var to dead_or_set.  */
2975                     if (!bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno))
2976                       {
2977                         if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2978                           {
2979                             if (!fixed_regs[regno])
2980                               bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2981                           }
2982                         else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2983                           bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
2984                       }
2985
2986                     if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
2987                         || pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
2988                       {
2989                         if (GET_CODE (reg) == SUBREG
2990                             && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use,
2991                                                      DF_REF_SIGN_EXTRACT
2992                                                      | DF_REF_ZERO_EXTRACT))
2993                           {
2994                             unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
2995                             unsigned int last = start
2996                               + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
2997
2998                             init_live_subregs
2999                               (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
3000                                live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
3001
3002                             /* Ignore the paradoxical bits.  */
3003                             if ((int)last > live_subregs_used[regno])
3004                               last = live_subregs_used[regno];
3005
3006                             while (start < last)
3007                               {
3008                                 SET_BIT (live_subregs[regno], start);
3009                                 start++;
3010                               }
3011                           }
3012                         else
3013                           /* Resetting the live_subregs_used is
3014                              effectively saying do not use the subregs
3015                              because we are reading the whole
3016                              pseudo.  */
3017                           live_subregs_used[regno] = 0;
3018                         bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
3019                       }
3020                   }
3021             }
3022         }
3023
3024       /* FIXME!! The following code is a disaster.  Reload needs to see the
3025          labels and jump tables that are just hanging out in between
3026          the basic blocks.  See pr33676.  */
3027       insn = BB_HEAD (bb);
3028
3029       /* Skip over the barriers and cruft.  */
3030       while (insn && (BARRIER_P (insn) || NOTE_P (insn)
3031                       || BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb))
3032         insn = PREV_INSN (insn);
3033
3034       /* While we add anything except barriers and notes, the focus is
3035          to get the labels and jump tables into the
3036          reload_insn_chain.  */
3037       while (insn)
3038         {
3039           if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
3040             {
3041               if (BLOCK_FOR_INSN (insn))
3042                 break;
3043
3044               c = new_insn_chain ();
3045               c->next = next;
3046               next = c;
3047               *p = c;
3048               p = &c->prev;
3049
3050               /* The block makes no sense here, but it is what the old
3051                  code did.  */
3052               c->block = bb->index;
3053               c->insn = insn;
3054               bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
3055             }
3056           insn = PREV_INSN (insn);
3057         }
3058     }
3059
3060   for (i = 0; i < (unsigned int) max_regno; i++)
3061     if (live_subregs[i])
3062       free (live_subregs[i]);
3063
3064   reload_insn_chain = c;
3065   *p = NULL;
3066
3067   free (live_subregs);
3068   free (live_subregs_used);
3069   BITMAP_FREE (live_relevant_regs);
3070   BITMAP_FREE (elim_regset);
3071
3072   if (dump_file)
3073     print_insn_chains (dump_file);
3074 }
3075
3076 \f
3077
3078 /* All natural loops.  */
3079 struct loops ira_loops;
3080
3081 /* True if we have allocno conflicts.  It is false for non-optimized
3082    mode or when the conflict table is too big.  */
3083 bool ira_conflicts_p;
3084
3085 /* This is the main entry of IRA.  */
3086 static void
3087 ira (FILE *f)
3088 {
3089   int overall_cost_before, allocated_reg_info_size;
3090   bool loops_p;
3091   int max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit;
3092   int rebuild_p;
3093   int saved_flag_ira_share_spill_slots;
3094   basic_block bb;
3095
3096   timevar_push (TV_IRA);
3097
3098   if (flag_ira_verbose < 10)
3099     {
3100       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose;
3101       ira_dump_file = f;
3102     }
3103   else
3104     {
3105       internal_flag_ira_verbose = flag_ira_verbose - 10;
3106       ira_dump_file = stderr;
3107     }
3108
3109   ira_conflicts_p = optimize > 0;
3110   setup_prohibited_mode_move_regs ();
3111
3112   df_note_add_problem ();
3113
3114   if (optimize == 1)
3115     {
3116       df_live_add_problem ();
3117       df_live_set_all_dirty ();
3118     }
3119 #ifdef ENABLE_CHECKING
3120   df->changeable_flags |= DF_VERIFY_SCHEDULED;
3121 #endif
3122   df_analyze ();
3123   df_clear_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3124   regstat_init_n_sets_and_refs ();
3125   regstat_compute_ri ();
3126
3127   /* If we are not optimizing, then this is the only place before
3128      register allocation where dataflow is done.  And that is needed
3129      to generate these warnings.  */
3130   if (warn_clobbered)
3131     generate_setjmp_warnings ();
3132
3133   /* Determine if the current function is a leaf before running IRA
3134      since this can impact optimizations done by the prologue and
3135      epilogue thus changing register elimination offsets.  */
3136   current_function_is_leaf = leaf_function_p ();
3137
3138   if (resize_reg_info () && flag_ira_loop_pressure)
3139     ira_set_pseudo_classes (ira_dump_file);
3140
3141   rebuild_p = update_equiv_regs ();
3142
3143 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3144   gcc_obstack_init (&ira_obstack);
3145 #endif
3146   bitmap_obstack_initialize (&ira_bitmap_obstack);
3147   if (optimize)
3148     {
3149       max_regno = max_reg_num ();
3150       ira_reg_equiv_len = max_regno;
3151       ira_reg_equiv_invariant_p
3152         = (bool *) ira_allocate (max_regno * sizeof (bool));
3153       memset (ira_reg_equiv_invariant_p, 0, max_regno * sizeof (bool));
3154       ira_reg_equiv_const = (rtx *) ira_allocate (max_regno * sizeof (rtx));
3155       memset (ira_reg_equiv_const, 0, max_regno * sizeof (rtx));
3156       find_reg_equiv_invariant_const ();
3157       if (rebuild_p)
3158         {
3159           timevar_push (TV_JUMP);
3160           rebuild_jump_labels (get_insns ());
3161           purge_all_dead_edges ();
3162           timevar_pop (TV_JUMP);
3163         }
3164     }
3165
3166   max_regno_before_ira = allocated_reg_info_size = max_reg_num ();
3167   ira_setup_eliminable_regset ();
3168
3169   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
3170   ira_load_cost = ira_store_cost = ira_shuffle_cost = 0;
3171   ira_move_loops_num = ira_additional_jumps_num = 0;
3172
3173   ira_assert (current_loops == NULL);
3174   flow_loops_find (&ira_loops);
3175   record_loop_exits ();
3176   current_loops = &ira_loops;
3177
3178   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3179     fprintf (ira_dump_file, "Building IRA IR\n");
3180   loops_p = ira_build (optimize
3181                        && (flag_ira_region == IRA_REGION_ALL
3182                            || flag_ira_region == IRA_REGION_MIXED));
3183
3184   ira_assert (ira_conflicts_p || !loops_p);
3185
3186   saved_flag_ira_share_spill_slots = flag_ira_share_spill_slots;
3187   if (too_high_register_pressure_p ())
3188     /* It is just wasting compiler's time to pack spilled pseudos into
3189        stack slots in this case -- prohibit it.  */
3190     flag_ira_share_spill_slots = FALSE;
3191
3192   ira_color ();
3193
3194   ira_max_point_before_emit = ira_max_point;
3195
3196   ira_emit (loops_p);
3197
3198   if (ira_conflicts_p)
3199     {
3200       max_regno = max_reg_num ();
3201
3202       if (! loops_p)
3203         ira_initiate_assign ();
3204       else
3205         {
3206           expand_reg_info (allocated_reg_info_size);
3207           setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos
3208             (allocated_reg_info_size);
3209           allocated_reg_info_size = max_regno;
3210
3211           if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
3212             fprintf (ira_dump_file, "Flattening IR\n");
3213           ira_flattening (max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit);
3214           /* New insns were generated: add notes and recalculate live
3215              info.  */
3216           df_analyze ();
3217
3218           flow_loops_find (&ira_loops);
3219           record_loop_exits ();
3220           current_loops = &ira_loops;
3221
3222           setup_allocno_assignment_flags ();
3223           ira_initiate_assign ();
3224           ira_reassign_conflict_allocnos (max_regno);
3225         }
3226     }
3227
3228   setup_reg_renumber ();
3229
3230   calculate_allocation_cost ();
3231
3232 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3233   if (ira_conflicts_p)
3234     check_allocation ();
3235 #endif
3236
3237   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
3238   max_regno = max_reg_num ();
3239
3240   /* And the reg_equiv_memory_loc array.  */
3241   VEC_safe_grow (rtx, gc, reg_equiv_memory_loc_vec, max_regno);
3242   memset (VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec), 0,
3243           sizeof (rtx) * max_regno);
3244   reg_equiv_memory_loc = VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec);
3245
3246   if (max_regno != max_regno_before_ira)
3247     {
3248       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3249       regstat_free_ri ();
3250       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3251       regstat_compute_ri ();
3252     }
3253
3254   allocate_initial_values (reg_equiv_memory_loc);
3255
3256   overall_cost_before = ira_overall_cost;
3257   if (ira_conflicts_p)
3258     {
3259       fix_reg_equiv_init ();
3260
3261 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
3262       print_redundant_copies ();
3263 #endif
3264
3265       ira_spilled_reg_stack_slots_num = 0;
3266       ira_spilled_reg_stack_slots
3267         = ((struct ira_spilled_reg_stack_slot *)
3268            ira_allocate (max_regno
3269                          * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot)));
3270       memset (ira_spilled_reg_stack_slots, 0,
3271               max_regno * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot));
3272     }
3273
3274   timevar_pop (TV_IRA);
3275
3276   timevar_push (TV_RELOAD);
3277   df_set_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
3278   build_insn_chain ();
3279
3280   reload_completed = !reload (get_insns (), ira_conflicts_p);
3281
3282   finish_subregs_of_mode ();
3283
3284   timevar_pop (TV_RELOAD);
3285
3286   timevar_push (TV_IRA);
3287
3288   if (ira_conflicts_p)
3289     {
3290       ira_free (ira_spilled_reg_stack_slots);
3291
3292       ira_finish_assign ();
3293
3294     }
3295   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL
3296       && overall_cost_before != ira_overall_cost)
3297     fprintf (ira_dump_file, "+++Overall after reload %d\n", ira_overall_cost);
3298   ira_destroy ();
3299
3300   flag_ira_share_spill_slots = saved_flag_ira_share_spill_slots;
3301
3302   flow_loops_free (&ira_loops);
3303   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3304   FOR_ALL_BB (bb)
3305     bb->loop_father = NULL;
3306   current_loops = NULL;
3307
3308   regstat_free_ri ();
3309   regstat_free_n_sets_and_refs ();
3310
3311   if (optimize)
3312     {
3313       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
3314
3315       ira_free (ira_reg_equiv_invariant_p);
3316       ira_free (ira_reg_equiv_const);
3317     }
3318
3319   bitmap_obstack_release (&ira_bitmap_obstack);
3320 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
3321   obstack_free (&ira_obstack, NULL);
3322 #endif
3323
3324   /* The code after the reload has changed so much that at this point
3325      we might as well just rescan everything.  Not that
3326      df_rescan_all_insns is not going to help here because it does not
3327      touch the artificial uses and defs.  */
3328   df_finish_pass (true);
3329   if (optimize > 1)
3330     df_live_add_problem ();
3331   df_scan_alloc (NULL);
3332   df_scan_blocks ();
3333
3334   if (optimize)
3335     df_analyze ();
3336
3337   timevar_pop (TV_IRA);
3338 }
3339
3340 \f
3341
3342 static bool
3343 gate_ira (void)
3344 {
3345   return true;
3346 }
3347
3348 /* Run the integrated register allocator.  */
3349 static unsigned int
3350 rest_of_handle_ira (void)
3351 {
3352   ira (dump_file);
3353   return 0;
3354 }
3355
3356 struct rtl_opt_pass pass_ira =
3357 {
3358  {
3359   RTL_PASS,
3360   "ira",                                /* name */
3361   gate_ira,                             /* gate */
3362   rest_of_handle_ira,                   /* execute */
3363   NULL,                                 /* sub */
3364   NULL,                                 /* next */
3365   0,                                    /* static_pass_number */
3366   TV_NONE,                              /* tv_id */
3367   0,                                    /* properties_required */
3368   0,                                    /* properties_provided */
3369   0,                                    /* properties_destroyed */
3370   0,                                    /* todo_flags_start */
3371   TODO_dump_func |
3372   TODO_ggc_collect                      /* todo_flags_finish */
3373  }
3374 };