OSDN Git Service

2002-05-17 David S. Miller <davem@redhat.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / local-alloc.c
1 /* Allocate registers within a basic block, for GNU compiler.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1991, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998,
3    1999, 2000, 2001, 2002 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
20 02111-1307, USA.  */
21
22 /* Allocation of hard register numbers to pseudo registers is done in
23    two passes.  In this pass we consider only regs that are born and
24    die once within one basic block.  We do this one basic block at a
25    time.  Then the next pass allocates the registers that remain.
26    Two passes are used because this pass uses methods that work only
27    on linear code, but that do a better job than the general methods
28    used in global_alloc, and more quickly too.
29
30    The assignments made are recorded in the vector reg_renumber
31    whose space is allocated here.  The rtl code itself is not altered.
32
33    We assign each instruction in the basic block a number
34    which is its order from the beginning of the block.
35    Then we can represent the lifetime of a pseudo register with
36    a pair of numbers, and check for conflicts easily.
37    We can record the availability of hard registers with a
38    HARD_REG_SET for each instruction.  The HARD_REG_SET
39    contains 0 or 1 for each hard reg.
40
41    To avoid register shuffling, we tie registers together when one
42    dies by being copied into another, or dies in an instruction that
43    does arithmetic to produce another.  The tied registers are
44    allocated as one.  Registers with different reg class preferences
45    can never be tied unless the class preferred by one is a subclass
46    of the one preferred by the other.
47
48    Tying is represented with "quantity numbers".
49    A non-tied register is given a new quantity number.
50    Tied registers have the same quantity number.
51
52    We have provision to exempt registers, even when they are contained
53    within the block, that can be tied to others that are not contained in it.
54    This is so that global_alloc could process them both and tie them then.
55    But this is currently disabled since tying in global_alloc is not
56    yet implemented.  */
57
58 /* Pseudos allocated here can be reallocated by global.c if the hard register
59    is used as a spill register.  Currently we don't allocate such pseudos
60    here if their preferred class is likely to be used by spills.  */
61
62 #include "config.h"
63 #include "system.h"
64 #include "rtl.h"
65 #include "tm_p.h"
66 #include "flags.h"
67 #include "hard-reg-set.h"
68 #include "basic-block.h"
69 #include "regs.h"
70 #include "function.h"
71 #include "insn-config.h"
72 #include "insn-attr.h"
73 #include "recog.h"
74 #include "output.h"
75 #include "toplev.h"
76 #include "except.h"
77 #include "integrate.h"
78 \f
79 /* Next quantity number available for allocation.  */
80
81 static int next_qty;
82
83 /* Information we maintain about each quantity.  */
84 struct qty
85 {
86   /* The number of refs to quantity Q.  */
87
88   int n_refs;
89
90   /* The frequency of uses of quantity Q.  */
91
92   int freq;
93
94   /* Insn number (counting from head of basic block)
95      where quantity Q was born.  -1 if birth has not been recorded.  */
96
97   int birth;
98
99   /* Insn number (counting from head of basic block)
100      where given quantity died.  Due to the way tying is done,
101      and the fact that we consider in this pass only regs that die but once,
102      a quantity can die only once.  Each quantity's life span
103      is a set of consecutive insns.  -1 if death has not been recorded.  */
104
105   int death;
106
107   /* Number of words needed to hold the data in given quantity.
108      This depends on its machine mode.  It is used for these purposes:
109      1. It is used in computing the relative importances of qtys,
110         which determines the order in which we look for regs for them.
111      2. It is used in rules that prevent tying several registers of
112         different sizes in a way that is geometrically impossible
113         (see combine_regs).  */
114
115   int size;
116
117   /* Number of times a reg tied to given qty lives across a CALL_INSN.  */
118
119   int n_calls_crossed;
120
121   /* The register number of one pseudo register whose reg_qty value is Q.
122      This register should be the head of the chain
123      maintained in reg_next_in_qty.  */
124
125   int first_reg;
126
127   /* Reg class contained in (smaller than) the preferred classes of all
128      the pseudo regs that are tied in given quantity.
129      This is the preferred class for allocating that quantity.  */
130
131   enum reg_class min_class;
132
133   /* Register class within which we allocate given qty if we can't get
134      its preferred class.  */
135
136   enum reg_class alternate_class;
137
138   /* This holds the mode of the registers that are tied to given qty,
139      or VOIDmode if registers with differing modes are tied together.  */
140
141   enum machine_mode mode;
142
143   /* the hard reg number chosen for given quantity,
144      or -1 if none was found.  */
145
146   short phys_reg;
147
148   /* Nonzero if this quantity has been used in a SUBREG in some
149      way that is illegal.  */
150
151   char changes_mode;
152
153 };
154
155 static struct qty *qty;
156
157 /* These fields are kept separately to speedup their clearing.  */
158
159 /* We maintain two hard register sets that indicate suggested hard registers
160    for each quantity.  The first, phys_copy_sugg, contains hard registers
161    that are tied to the quantity by a simple copy.  The second contains all
162    hard registers that are tied to the quantity via an arithmetic operation.
163
164    The former register set is given priority for allocation.  This tends to
165    eliminate copy insns.  */
166
167 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
168    copy insns.  */
169
170 static HARD_REG_SET *qty_phys_copy_sugg;
171
172 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
173    arithmetic insns.  */
174
175 static HARD_REG_SET *qty_phys_sugg;
176
177 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_copy_sugg.  */
178
179 static short *qty_phys_num_copy_sugg;
180
181 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_sugg.  */
182
183 static short *qty_phys_num_sugg;
184
185 /* If (REG N) has been assigned a quantity number, is a register number
186    of another register assigned the same quantity number, or -1 for the
187    end of the chain.  qty->first_reg point to the head of this chain.  */
188
189 static int *reg_next_in_qty;
190
191 /* reg_qty[N] (where N is a pseudo reg number) is the qty number of that reg
192    if it is >= 0,
193    of -1 if this register cannot be allocated by local-alloc,
194    or -2 if not known yet.
195
196    Note that if we see a use or death of pseudo register N with
197    reg_qty[N] == -2, register N must be local to the current block.  If
198    it were used in more than one block, we would have reg_qty[N] == -1.
199    This relies on the fact that if reg_basic_block[N] is >= 0, register N
200    will not appear in any other block.  We save a considerable number of
201    tests by exploiting this.
202
203    If N is < FIRST_PSEUDO_REGISTER, reg_qty[N] is undefined and should not
204    be referenced.  */
205
206 static int *reg_qty;
207
208 /* The offset (in words) of register N within its quantity.
209    This can be nonzero if register N is SImode, and has been tied
210    to a subreg of a DImode register.  */
211
212 static char *reg_offset;
213
214 /* Vector of substitutions of register numbers,
215    used to map pseudo regs into hardware regs.
216    This is set up as a result of register allocation.
217    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
218    or is -1 if no hard reg was assigned.
219    If N is a hard reg number, element N is N.  */
220
221 short *reg_renumber;
222
223 /* Set of hard registers live at the current point in the scan
224    of the instructions in a basic block.  */
225
226 static HARD_REG_SET regs_live;
227
228 /* Each set of hard registers indicates registers live at a particular
229    point in the basic block.  For N even, regs_live_at[N] says which
230    hard registers are needed *after* insn N/2 (i.e., they may not
231    conflict with the outputs of insn N/2 or the inputs of insn N/2 + 1.
232
233    If an object is to conflict with the inputs of insn J but not the
234    outputs of insn J + 1, we say it is born at index J*2 - 1.  Similarly,
235    if it is to conflict with the outputs of insn J but not the inputs of
236    insn J + 1, it is said to die at index J*2 + 1.  */
237
238 static HARD_REG_SET *regs_live_at;
239
240 /* Communicate local vars `insn_number' and `insn'
241    from `block_alloc' to `reg_is_set', `wipe_dead_reg', and `alloc_qty'.  */
242 static int this_insn_number;
243 static rtx this_insn;
244
245 struct equivalence
246 {
247   /* Set when an attempt should be made to replace a register
248      with the associated src_p entry.  */
249
250   char replace;
251
252   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
253      keep track of what memory accesses might be created later,
254      e.g. by reload.  */
255
256   rtx replacement;
257
258   rtx *src_p;
259
260   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
261      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
262
263   int loop_depth;
264
265   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
266
267   rtx init_insns;
268 };
269
270 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
271    structure for that register.  */
272
273 static struct equivalence *reg_equiv;
274
275 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
276 static int recorded_label_ref;
277
278 static void alloc_qty           PARAMS ((int, enum machine_mode, int, int));
279 static void validate_equiv_mem_from_store PARAMS ((rtx, rtx, void *));
280 static int validate_equiv_mem   PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
281 static int equiv_init_varies_p  PARAMS ((rtx));
282 static int equiv_init_movable_p PARAMS ((rtx, int));
283 static int contains_replace_regs PARAMS ((rtx));
284 static int memref_referenced_p  PARAMS ((rtx, rtx));
285 static int memref_used_between_p PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
286 static void update_equiv_regs   PARAMS ((void));
287 static void no_equiv            PARAMS ((rtx, rtx, void *));
288 static void block_alloc         PARAMS ((int));
289 static int qty_sugg_compare     PARAMS ((int, int));
290 static int qty_sugg_compare_1   PARAMS ((const PTR, const PTR));
291 static int qty_compare          PARAMS ((int, int));
292 static int qty_compare_1        PARAMS ((const PTR, const PTR));
293 static int combine_regs         PARAMS ((rtx, rtx, int, int, rtx, int));
294 static int reg_meets_class_p    PARAMS ((int, enum reg_class));
295 static void update_qty_class    PARAMS ((int, int));
296 static void reg_is_set          PARAMS ((rtx, rtx, void *));
297 static void reg_is_born         PARAMS ((rtx, int));
298 static void wipe_dead_reg       PARAMS ((rtx, int));
299 static int find_free_reg        PARAMS ((enum reg_class, enum machine_mode,
300                                        int, int, int, int, int));
301 static void mark_life           PARAMS ((int, enum machine_mode, int));
302 static void post_mark_life      PARAMS ((int, enum machine_mode, int, int, int));
303 static int no_conflict_p        PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
304 static int requires_inout       PARAMS ((const char *));
305 \f
306 /* Allocate a new quantity (new within current basic block)
307    for register number REGNO which is born at index BIRTH
308    within the block.  MODE and SIZE are info on reg REGNO.  */
309
310 static void
311 alloc_qty (regno, mode, size, birth)
312      int regno;
313      enum machine_mode mode;
314      int size, birth;
315 {
316   int qtyno = next_qty++;
317
318   reg_qty[regno] = qtyno;
319   reg_offset[regno] = 0;
320   reg_next_in_qty[regno] = -1;
321
322   qty[qtyno].first_reg = regno;
323   qty[qtyno].size = size;
324   qty[qtyno].mode = mode;
325   qty[qtyno].birth = birth;
326   qty[qtyno].n_calls_crossed = REG_N_CALLS_CROSSED (regno);
327   qty[qtyno].min_class = reg_preferred_class (regno);
328   qty[qtyno].alternate_class = reg_alternate_class (regno);
329   qty[qtyno].n_refs = REG_N_REFS (regno);
330   qty[qtyno].freq = REG_FREQ (regno);
331   qty[qtyno].changes_mode = REG_CHANGES_MODE (regno);
332 }
333 \f
334 /* Main entry point of this file.  */
335
336 int
337 local_alloc ()
338 {
339   int b, i;
340   int max_qty;
341
342   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
343      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
344   recorded_label_ref = 0;
345
346   /* Leaf functions and non-leaf functions have different needs.
347      If defined, let the machine say what kind of ordering we
348      should use.  */
349 #ifdef ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC
350   ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC;
351 #endif
352
353   /* Promote REG_EQUAL notes to REG_EQUIV notes and adjust status of affected
354      registers.  */
355   if (optimize)
356     update_equiv_regs ();
357
358   /* This sets the maximum number of quantities we can have.  Quantity
359      numbers start at zero and we can have one for each pseudo.  */
360   max_qty = (max_regno - FIRST_PSEUDO_REGISTER);
361
362   /* Allocate vectors of temporary data.
363      See the declarations of these variables, above,
364      for what they mean.  */
365
366   qty = (struct qty *) xmalloc (max_qty * sizeof (struct qty));
367   qty_phys_copy_sugg
368     = (HARD_REG_SET *) xmalloc (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
369   qty_phys_num_copy_sugg = (short *) xmalloc (max_qty * sizeof (short));
370   qty_phys_sugg = (HARD_REG_SET *) xmalloc (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
371   qty_phys_num_sugg = (short *) xmalloc (max_qty * sizeof (short));
372
373   reg_qty = (int *) xmalloc (max_regno * sizeof (int));
374   reg_offset = (char *) xmalloc (max_regno * sizeof (char));
375   reg_next_in_qty = (int *) xmalloc (max_regno * sizeof (int));
376
377   /* Determine which pseudo-registers can be allocated by local-alloc.
378      In general, these are the registers used only in a single block and
379      which only die once.
380
381      We need not be concerned with which block actually uses the register
382      since we will never see it outside that block.  */
383
384   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
385     {
386       if (REG_BASIC_BLOCK (i) >= 0 && REG_N_DEATHS (i) == 1)
387         reg_qty[i] = -2;
388       else
389         reg_qty[i] = -1;
390     }
391
392   /* Force loop below to initialize entire quantity array.  */
393   next_qty = max_qty;
394
395   /* Allocate each block's local registers, block by block.  */
396
397   for (b = 0; b < n_basic_blocks; b++)
398     {
399       /* NEXT_QTY indicates which elements of the `qty_...'
400          vectors might need to be initialized because they were used
401          for the previous block; it is set to the entire array before
402          block 0.  Initialize those, with explicit loop if there are few,
403          else with bzero and bcopy.  Do not initialize vectors that are
404          explicit set by `alloc_qty'.  */
405
406       if (next_qty < 6)
407         {
408           for (i = 0; i < next_qty; i++)
409             {
410               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_copy_sugg[i]);
411               qty_phys_num_copy_sugg[i] = 0;
412               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_sugg[i]);
413               qty_phys_num_sugg[i] = 0;
414             }
415         }
416       else
417         {
418 #define CLEAR(vector)  \
419           memset ((char *) (vector), 0, (sizeof (*(vector))) * next_qty);
420
421           CLEAR (qty_phys_copy_sugg);
422           CLEAR (qty_phys_num_copy_sugg);
423           CLEAR (qty_phys_sugg);
424           CLEAR (qty_phys_num_sugg);
425         }
426
427       next_qty = 0;
428
429       block_alloc (b);
430     }
431
432   free (qty);
433   free (qty_phys_copy_sugg);
434   free (qty_phys_num_copy_sugg);
435   free (qty_phys_sugg);
436   free (qty_phys_num_sugg);
437
438   free (reg_qty);
439   free (reg_offset);
440   free (reg_next_in_qty);
441
442   return recorded_label_ref;
443 }
444 \f
445 /* Used for communication between the following two functions: contains
446    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
447 static rtx equiv_mem;
448
449 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
450 static int equiv_mem_modified;
451
452 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
453    Called via note_stores.  */
454
455 static void
456 validate_equiv_mem_from_store (dest, set, data)
457      rtx dest;
458      rtx set ATTRIBUTE_UNUSED;
459      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
460 {
461   if ((GET_CODE (dest) == REG
462        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
463       || (GET_CODE (dest) == MEM
464           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
465     equiv_mem_modified = 1;
466 }
467
468 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
469    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
470    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
471    CALL_INSN.
472
473    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
474
475 static int
476 validate_equiv_mem (start, reg, memref)
477      rtx start;
478      rtx reg;
479      rtx memref;
480 {
481   rtx insn;
482   rtx note;
483
484   equiv_mem = memref;
485   equiv_mem_modified = 0;
486
487   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
488      valid equivalence.  */
489   if (side_effects_p (memref))
490     return 0;
491
492   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
493     {
494       if (! INSN_P (insn))
495         continue;
496
497       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
498         return 1;
499
500       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN && ! RTX_UNCHANGING_P (memref)
501           && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
502         return 0;
503
504       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
505
506       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
507          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
508          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
509          the trouble.  */
510
511       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
512         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
513              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
514             && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == REG
515             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
516           return 0;
517     }
518
519   return 0;
520 }
521
522 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
523
524 static int
525 equiv_init_varies_p (x)
526      rtx x;
527 {
528   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
529   int i;
530   const char *fmt;
531
532   switch (code)
533     {
534     case MEM:
535       return ! RTX_UNCHANGING_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
536
537     case QUEUED:
538       return 1;
539
540     case CONST:
541     case CONST_INT:
542     case CONST_DOUBLE:
543     case CONST_VECTOR:
544     case SYMBOL_REF:
545     case LABEL_REF:
546       return 0;
547
548     case REG:
549       return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
550
551     case ASM_OPERANDS:
552       if (MEM_VOLATILE_P (x))
553         return 1;
554
555       /* FALLTHROUGH */
556
557     default:
558       break;
559     }
560
561   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
562   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
563     if (fmt[i] == 'e')
564       {
565         if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
566           return 1;
567       }
568     else if (fmt[i] == 'E')
569       {
570         int j;
571         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
572           if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
573             return 1;
574       }
575
576   return 0;
577 }
578
579 /* Returns non-zero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
580    X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
581    which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
582    or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
583
584 static int
585 equiv_init_movable_p (x, regno)
586      rtx x;
587      int regno;
588 {
589   int i, j;
590   const char *fmt;
591   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
592
593   switch (code)
594     {
595     case SET:
596       return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
597
598     case CC0:
599     case CLOBBER:
600       return 0;
601
602     case PRE_INC:
603     case PRE_DEC:
604     case POST_INC:
605     case POST_DEC:
606     case PRE_MODIFY:
607     case POST_MODIFY:
608       return 0;
609
610     case REG:
611       return (reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
612               && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
613              || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < 0 && ! rtx_varies_p (x, 0));
614
615     case UNSPEC_VOLATILE:
616       return 0;
617
618     case ASM_OPERANDS:
619       if (MEM_VOLATILE_P (x))
620         return 0;
621
622       /* FALLTHROUGH */
623
624     default:
625       break;
626     }
627
628   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
629   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
630     switch (fmt[i])
631       {
632       case 'e':
633         if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
634           return 0;
635         break;
636       case 'E':
637         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
638           if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
639             return 0;
640         break;
641       }
642
643   return 1;
644 }
645
646 /* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is true.  */
647
648 static int
649 contains_replace_regs (x)
650      rtx x;
651 {
652   int i, j;
653   const char *fmt;
654   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
655
656   switch (code)
657     {
658     case CONST_INT:
659     case CONST:
660     case LABEL_REF:
661     case SYMBOL_REF:
662     case CONST_DOUBLE:
663     case CONST_VECTOR:
664     case PC:
665     case CC0:
666     case HIGH:
667       return 0;
668
669     case REG:
670       return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
671
672     default:
673       break;
674     }
675
676   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
677   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
678     switch (fmt[i])
679       {
680       case 'e':
681         if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
682           return 1;
683         break;
684       case 'E':
685         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
686           if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
687             return 1;
688         break;
689       }
690
691   return 0;
692 }
693 \f
694 /* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
695    to MEMREF.  */
696
697 static int
698 memref_referenced_p (memref, x)
699      rtx x;
700      rtx memref;
701 {
702   int i, j;
703   const char *fmt;
704   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
705
706   switch (code)
707     {
708     case CONST_INT:
709     case CONST:
710     case LABEL_REF:
711     case SYMBOL_REF:
712     case CONST_DOUBLE:
713     case CONST_VECTOR:
714     case PC:
715     case CC0:
716     case HIGH:
717     case LO_SUM:
718       return 0;
719
720     case REG:
721       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
722               && memref_referenced_p (memref,
723                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
724
725     case MEM:
726       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
727         return 1;
728       break;
729
730     case SET:
731       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
732          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
733       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) == MEM)
734         {
735           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
736             return 1;
737         }
738       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
739         return 1;
740
741       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
742
743     default:
744       break;
745     }
746
747   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
748   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
749     switch (fmt[i])
750       {
751       case 'e':
752         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
753           return 1;
754         break;
755       case 'E':
756         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
757           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
758             return 1;
759         break;
760       }
761
762   return 0;
763 }
764
765 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
766    that would be affected by a store to MEMREF.  */
767
768 static int
769 memref_used_between_p (memref, start, end)
770      rtx memref;
771      rtx start;
772      rtx end;
773 {
774   rtx insn;
775
776   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
777        insn = NEXT_INSN (insn))
778     if (INSN_P (insn) && memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
779       return 1;
780
781   return 0;
782 }
783 \f
784 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current function.  */
785 /* ??? Actually, the places this is used in reload expect exactly what
786    is tested here, and not everything that is function invariant.  In
787    particular, the frame pointer and arg pointer are special cased;
788    pic_offset_table_rtx is not, and this will cause aborts when we
789    go to spill these things to memory.  */
790
791 int
792 function_invariant_p (x)
793      rtx x;
794 {
795   if (CONSTANT_P (x))
796     return 1;
797   if (x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
798     return 1;
799   if (GET_CODE (x) == PLUS
800       && (XEXP (x, 0) == frame_pointer_rtx || XEXP (x, 0) == arg_pointer_rtx)
801       && CONSTANT_P (XEXP (x, 1)))
802     return 1;
803   return 0;
804 }
805
806 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
807    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
808    from a single constant).  Lower their priority for a register.
809
810    If such a register is only referenced once, try substituting its value
811    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
812    completely.  */
813
814 static void
815 update_equiv_regs ()
816 {
817   rtx insn;
818   int block;
819   int loop_depth;
820   regset_head cleared_regs;
821   int clear_regnos = 0;
822
823   reg_equiv = (struct equivalence *) xcalloc (max_regno, sizeof *reg_equiv);
824   INIT_REG_SET (&cleared_regs);
825
826   init_alias_analysis ();
827
828   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
829      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
830      a register can be set below its use.  */
831   for (block = 0; block < n_basic_blocks; block++)
832     {
833       basic_block bb = BASIC_BLOCK (block);
834       loop_depth = bb->loop_depth;
835
836       for (insn = bb->head; insn != NEXT_INSN (bb->end); insn = NEXT_INSN (insn))
837         {
838           rtx note;
839           rtx set;
840           rtx dest, src;
841           int regno;
842
843           if (! INSN_P (insn))
844             continue;
845
846           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
847             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
848               no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
849
850           set = single_set (insn);
851
852           /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
853              only mark all destinations as having no known equivalence.  */
854           if (set == 0)
855             {
856               note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
857               continue;
858             }
859           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
860             {
861               int i;
862
863               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
864                 {
865                   rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
866                   if (part != set)
867                     note_stores (part, no_equiv, NULL);
868                 }
869             }
870
871           dest = SET_DEST (set);
872           src = SET_SRC (set);
873
874           /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
875              in a single basic block, see if the register is always equivalent
876              to that memory location and if moving the store from INSN to the
877              insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
878              initializing insn.
879
880              Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
881              REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
882
883              If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
884              then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
885              optimization may move the set of this register immediately before
886              insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
887              the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
888              pseudo.  */
889           /* ????? This test isn't good enough; we might see a MEM with a use of
890              a pseudo register before we see its setting insn that will cause
891              reg_equiv[].replace for that pseudo to be set.
892              Equivalences to MEMs should be made in another pass, after the
893              reg_equiv[].replace information has been gathered.  */
894
895           if (GET_CODE (dest) == MEM && GET_CODE (src) == REG
896               && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
897               && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
898               && REG_N_SETS (regno) == 1
899               && reg_equiv[regno].init_insns != 0
900               && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
901               && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
902                                   REG_EQUIV, NULL_RTX)
903               && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
904             {
905               rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
906               if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
907                   && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn))
908                 REG_NOTES (init_insn)
909                   = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUIV, dest, REG_NOTES (init_insn));
910             }
911
912           /* We only handle the case of a pseudo register being set
913              once, or always to the same value.  */
914           /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
915              values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
916              to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
917              handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
918              calculate_needs, but we traditionally work around this problem
919              here by rejecting equivalences when the destination is in a register
920              that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
921              preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
922              or use it.  */
923
924           if (GET_CODE (dest) != REG
925               || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
926               || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
927               || (CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (regno))
928                   && GET_CODE (src) == MEM))
929             {
930               /* This might be seting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
931                  also set somewhere else to a constant.  */
932               note_stores (set, no_equiv, NULL);
933               continue;
934             }
935
936           note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
937
938           /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
939              REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
940              there's no point creating it earlier than here.  */
941           if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
942             note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, src);
943
944           /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
945              since it represents a function call */
946           if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
947             note = NULL_RTX;
948
949           if (REG_N_SETS (regno) != 1
950               && (! note
951                   || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
952                   || (reg_equiv[regno].replacement
953                       && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
954                                         reg_equiv[regno].replacement))))
955             {
956               no_equiv (dest, set, NULL);
957               continue;
958             }
959           /* Record this insn as initializing this register.  */
960           reg_equiv[regno].init_insns
961             = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
962
963           /* If this register is known to be equal to a constant, record that
964              it is always equivalent to the constant.  */
965           if (note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
966             PUT_MODE (note, (enum machine_mode) REG_EQUIV);
967
968           /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
969              of that register.  Record this insn if the register is only used once
970              more and the equivalence value is the same as our source.
971
972              The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
973              indication that it may be more efficient to actually emit the insn
974              as written (if no registers are available, reload will substitute
975              the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
976              dying in this insn whose death notes would be missed.
977
978              If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
979              a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
980              MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
981              note.  */
982
983           note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
984
985           if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
986               && GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
987               && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
988             REG_NOTES (insn) = note = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUIV, SET_SRC (set),
989                                                          REG_NOTES (insn));
990
991           if (note)
992             {
993               int regno = REGNO (dest);
994
995               /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
996                  We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
997                  pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
998                  indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
999                  jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
1000               if (GET_CODE (XEXP (note, 0)) == LABEL_REF
1001                   || (GET_CODE (XEXP (note, 0)) == CONST
1002                       && GET_CODE (XEXP (XEXP (note, 0), 0)) == PLUS
1003                       && (GET_CODE (XEXP (XEXP (XEXP (note, 0), 0), 0))
1004                           == LABEL_REF)))
1005                 recorded_label_ref = 1;
1006
1007               reg_equiv[regno].replacement = XEXP (note, 0);
1008               reg_equiv[regno].src_p = &SET_SRC (set);
1009               reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
1010
1011               /* Don't mess with things live during setjmp.  */
1012               if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
1013                 {
1014                   /* Note that the statement below does not affect the priority
1015                      in local-alloc!  */
1016                   REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
1017
1018
1019                   /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
1020                      set once and used once, indicate that the reference may be
1021                      replaced by the equivalence we computed above.  Do this
1022                      even if the register is only used in one block so that
1023                      dependencies can be handled where the last register is
1024                      used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
1025                      and to reduce the number of registers alive across
1026                      calls.  */
1027
1028                     if (REG_N_REFS (regno) == 2
1029                         && (rtx_equal_p (XEXP (note, 0), src)
1030                             || ! equiv_init_varies_p (src))
1031                         && GET_CODE (insn) == INSN
1032                         && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
1033                       reg_equiv[regno].replace = 1;
1034                 }
1035             }
1036         }
1037     }
1038
1039   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
1040      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
1041      reference with the equivalent from.  If we can, delete the
1042      initializing reference and this register will go away.  If we
1043      can't replace the reference, and the initialzing reference is
1044      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
1045      initialization just before the use, so that they are in the same
1046      basic block.  */
1047   for (block = n_basic_blocks - 1; block >= 0; block--)
1048     {
1049       basic_block bb = BASIC_BLOCK (block);
1050
1051       loop_depth = bb->loop_depth;
1052       for (insn = bb->end; insn != PREV_INSN (bb->head); insn = PREV_INSN (insn))
1053         {
1054           rtx link;
1055
1056           if (! INSN_P (insn))
1057             continue;
1058
1059           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1060             {
1061               if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1062                   /* Make sure this insn still refers to the register.  */
1063                   && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
1064                 {
1065                   int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
1066                   rtx equiv_insn;
1067
1068                   if (! reg_equiv[regno].replace
1069                       || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth)
1070                     continue;
1071
1072                   /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
1073                      REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
1074                      once and used once.  (If it were only set, but not used,
1075                      flow would have deleted the setting insns.)  Hence
1076                      there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
1077                   if (reg_equiv[regno].init_insns == NULL_RTX
1078                       || XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1) != NULL_RTX)
1079                     abort ();
1080                   equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
1081
1082                   /* We may not move instructions that can throw, since
1083                      that changes basic block boundaries and we are not
1084                      prepared to adjust the CFG to match.  */
1085                   if (can_throw_internal (equiv_insn))
1086                     continue;
1087
1088                   if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
1089                       && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
1090                                                *(reg_equiv[regno].src_p), insn))
1091                     {
1092                       rtx equiv_link;
1093                       rtx last_link;
1094                       rtx note;
1095
1096                       /* Find the last note.  */
1097                       for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
1098                            last_link = XEXP (last_link, 1))
1099                         ;
1100
1101                       /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
1102                       equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
1103                       while (equiv_link)
1104                         {
1105                           note = equiv_link;
1106                           equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
1107                           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
1108                             {
1109                               remove_note (equiv_insn, note);
1110                               XEXP (last_link, 1) = note;
1111                               XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
1112                               last_link = note;
1113                             }
1114                         }
1115
1116                       remove_death (regno, insn);
1117                       REG_N_REFS (regno) = 0;
1118                       REG_FREQ (regno) = 0;
1119                       delete_insn (equiv_insn);
1120                       
1121                       reg_equiv[regno].init_insns
1122                         = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
1123                     }
1124                   /* Move the initialization of the register to just before
1125                      INSN.  Update the flow information.  */
1126                   else if (PREV_INSN (insn) != equiv_insn)
1127                     {
1128                       rtx new_insn;
1129
1130                       new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
1131                       REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
1132                       REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
1133
1134                       /* Make sure this insn is recognized before reload begins,
1135                          otherwise eliminate_regs_in_insn will abort.  */
1136                       INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
1137
1138                       delete_insn (equiv_insn);
1139
1140                       XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
1141
1142                       REG_BASIC_BLOCK (regno) = block >= 0 ? block : 0;
1143                       REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
1144                       REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
1145
1146                       if (block >= 0 && insn == BLOCK_HEAD (block))
1147                         BLOCK_HEAD (block) = PREV_INSN (insn);
1148
1149                       /* Remember to clear REGNO from all basic block's live
1150                          info.  */
1151                       SET_REGNO_REG_SET (&cleared_regs, regno);
1152                       clear_regnos++;
1153                     }
1154                 }
1155             }
1156         }
1157     }
1158
1159   /* Clear all dead REGNOs from all basic block's live info.  */
1160   if (clear_regnos)
1161     {
1162       int j, l;
1163       if (clear_regnos > 8)
1164         {
1165           for (l = 0; l < n_basic_blocks; l++)
1166             {
1167               AND_COMPL_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_start,
1168                                  &cleared_regs);
1169               AND_COMPL_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_end,
1170                                  &cleared_regs);
1171             }
1172         }
1173       else
1174         EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET (&cleared_regs, 0, j,
1175           {
1176             for (l = 0; l < n_basic_blocks; l++)
1177               {
1178                 CLEAR_REGNO_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_start, j);
1179                 CLEAR_REGNO_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_end, j);
1180               }
1181           });
1182     }
1183
1184   /* Clean up.  */
1185   end_alias_analysis ();
1186   CLEAR_REG_SET (&cleared_regs);
1187   free (reg_equiv);
1188 }
1189
1190 /* Mark REG as having no known equivalence.
1191    Some instructions might have been proceessed before and furnished
1192    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
1193    removed.
1194    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
1195    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
1196    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
1197 static void
1198 no_equiv (reg, store, data)
1199      rtx reg, store ATTRIBUTE_UNUSED;
1200      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1201 {
1202   int regno;
1203   rtx list;
1204
1205   if (GET_CODE (reg) != REG)
1206     return;
1207   regno = REGNO (reg);
1208   list = reg_equiv[regno].init_insns;
1209   if (list == const0_rtx)
1210     return;
1211   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
1212     {
1213       rtx insn = XEXP (list, 0);
1214       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
1215     }
1216   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
1217   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
1218 }
1219 \f
1220 /* Allocate hard regs to the pseudo regs used only within block number B.
1221    Only the pseudos that die but once can be handled.  */
1222
1223 static void
1224 block_alloc (b)
1225      int b;
1226 {
1227   int i, q;
1228   rtx insn;
1229   rtx note, hard_reg;
1230   int insn_number = 0;
1231   int insn_count = 0;
1232   int max_uid = get_max_uid ();
1233   int *qty_order;
1234   int no_conflict_combined_regno = -1;
1235
1236   /* Count the instructions in the basic block.  */
1237
1238   insn = BLOCK_END (b);
1239   while (1)
1240     {
1241       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1242         if (++insn_count > max_uid)
1243           abort ();
1244       if (insn == BLOCK_HEAD (b))
1245         break;
1246       insn = PREV_INSN (insn);
1247     }
1248
1249   /* +2 to leave room for a post_mark_life at the last insn and for
1250      the birth of a CLOBBER in the first insn.  */
1251   regs_live_at = (HARD_REG_SET *) xcalloc ((2 * insn_count + 2),
1252                                            sizeof (HARD_REG_SET));
1253
1254   /* Initialize table of hardware registers currently live.  */
1255
1256   REG_SET_TO_HARD_REG_SET (regs_live, BASIC_BLOCK (b)->global_live_at_start);
1257
1258   /* This loop scans the instructions of the basic block
1259      and assigns quantities to registers.
1260      It computes which registers to tie.  */
1261
1262   insn = BLOCK_HEAD (b);
1263   while (1)
1264     {
1265       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1266         insn_number++;
1267
1268       if (INSN_P (insn))
1269         {
1270           rtx link, set;
1271           int win = 0;
1272           rtx r0, r1 = NULL_RTX;
1273           int combined_regno = -1;
1274           int i;
1275
1276           this_insn_number = insn_number;
1277           this_insn = insn;
1278
1279           extract_insn (insn);
1280           which_alternative = -1;
1281
1282           /* Is this insn suitable for tying two registers?
1283              If so, try doing that.
1284              Suitable insns are those with at least two operands and where
1285              operand 0 is an output that is a register that is not
1286              earlyclobber.
1287
1288              We can tie operand 0 with some operand that dies in this insn.
1289              First look for operands that are required to be in the same
1290              register as operand 0.  If we find such, only try tying that
1291              operand or one that can be put into that operand if the
1292              operation is commutative.  If we don't find an operand
1293              that is required to be in the same register as operand 0,
1294              we can tie with any operand.
1295
1296              Subregs in place of regs are also ok.
1297
1298              If tying is done, WIN is set nonzero.  */
1299
1300           if (optimize
1301               && recog_data.n_operands > 1
1302               && recog_data.constraints[0][0] == '='
1303               && recog_data.constraints[0][1] != '&')
1304             {
1305               /* If non-negative, is an operand that must match operand 0.  */
1306               int must_match_0 = -1;
1307               /* Counts number of alternatives that require a match with
1308                  operand 0.  */
1309               int n_matching_alts = 0;
1310
1311               for (i = 1; i < recog_data.n_operands; i++)
1312                 {
1313                   const char *p = recog_data.constraints[i];
1314                   int this_match = requires_inout (p);
1315
1316                   n_matching_alts += this_match;
1317                   if (this_match == recog_data.n_alternatives)
1318                     must_match_0 = i;
1319                 }
1320
1321               r0 = recog_data.operand[0];
1322               for (i = 1; i < recog_data.n_operands; i++)
1323                 {
1324                   /* Skip this operand if we found an operand that
1325                      must match operand 0 and this operand isn't it
1326                      and can't be made to be it by commutativity.  */
1327
1328                   if (must_match_0 >= 0 && i != must_match_0
1329                       && ! (i == must_match_0 + 1
1330                             && recog_data.constraints[i-1][0] == '%')
1331                       && ! (i == must_match_0 - 1
1332                             && recog_data.constraints[i][0] == '%'))
1333                     continue;
1334
1335                   /* Likewise if each alternative has some operand that
1336                      must match operand zero.  In that case, skip any
1337                      operand that doesn't list operand 0 since we know that
1338                      the operand always conflicts with operand 0.  We
1339                      ignore commutatity in this case to keep things simple.  */
1340                   if (n_matching_alts == recog_data.n_alternatives
1341                       && 0 == requires_inout (recog_data.constraints[i]))
1342                     continue;
1343
1344                   r1 = recog_data.operand[i];
1345
1346                   /* If the operand is an address, find a register in it.
1347                      There may be more than one register, but we only try one
1348                      of them.  */
1349                   if (recog_data.constraints[i][0] == 'p')
1350                     while (GET_CODE (r1) == PLUS || GET_CODE (r1) == MULT)
1351                       r1 = XEXP (r1, 0);
1352
1353                   /* Avoid making a call-saved register unnecessarily
1354                      clobbered.  */
1355                   hard_reg = get_hard_reg_initial_reg (cfun, r1);
1356                   if (hard_reg != NULL_RTX)
1357                     {
1358                       if (GET_CODE (hard_reg) == REG
1359                           && IN_RANGE (REGNO (hard_reg),
1360                                        0, FIRST_PSEUDO_REGISTER - 1)
1361                           && ! call_used_regs[REGNO (hard_reg)])
1362                         continue;
1363                     }
1364
1365                   if (GET_CODE (r0) == REG || GET_CODE (r0) == SUBREG)
1366                     {
1367                       /* We have two priorities for hard register preferences.
1368                          If we have a move insn or an insn whose first input
1369                          can only be in the same register as the output, give
1370                          priority to an equivalence found from that insn.  */
1371                       int may_save_copy
1372                         = (r1 == recog_data.operand[i] && must_match_0 >= 0);
1373
1374                       if (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1375                         win = combine_regs (r1, r0, may_save_copy,
1376                                             insn_number, insn, 0);
1377                     }
1378                   if (win)
1379                     break;
1380                 }
1381             }
1382
1383           /* Recognize an insn sequence with an ultimate result
1384              which can safely overlap one of the inputs.
1385              The sequence begins with a CLOBBER of its result,
1386              and ends with an insn that copies the result to itself
1387              and has a REG_EQUAL note for an equivalent formula.
1388              That note indicates what the inputs are.
1389              The result and the input can overlap if each insn in
1390              the sequence either doesn't mention the input
1391              or has a REG_NO_CONFLICT note to inhibit the conflict.
1392
1393              We do the combining test at the CLOBBER so that the
1394              destination register won't have had a quantity number
1395              assigned, since that would prevent combining.  */
1396
1397           if (optimize
1398               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
1399               && (r0 = XEXP (PATTERN (insn), 0),
1400                   GET_CODE (r0) == REG)
1401               && (link = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)) != 0
1402               && XEXP (link, 0) != 0
1403               && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == INSN
1404               && (set = single_set (XEXP (link, 0))) != 0
1405               && SET_DEST (set) == r0 && SET_SRC (set) == r0
1406               && (note = find_reg_note (XEXP (link, 0), REG_EQUAL,
1407                                         NULL_RTX)) != 0)
1408             {
1409               if (r1 = XEXP (note, 0), GET_CODE (r1) == REG
1410                   /* Check that we have such a sequence.  */
1411                   && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1412                 win = combine_regs (r1, r0, 1, insn_number, insn, 1);
1413               else if (GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (XEXP (note, 0)))[0] == 'e'
1414                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 0),
1415                            GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1416                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1417                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1418
1419               /* Here we care if the operation to be computed is
1420                  commutative.  */
1421               else if ((GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EQ
1422                         || GET_CODE (XEXP (note, 0)) == NE
1423                         || GET_RTX_CLASS (GET_CODE (XEXP (note, 0))) == 'c')
1424                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 1),
1425                            (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG))
1426                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1427                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1428
1429               /* If we did combine something, show the register number
1430                  in question so that we know to ignore its death.  */
1431               if (win)
1432                 no_conflict_combined_regno = REGNO (r1);
1433             }
1434
1435           /* If registers were just tied, set COMBINED_REGNO
1436              to the number of the register used in this insn
1437              that was tied to the register set in this insn.
1438              This register's qty should not be "killed".  */
1439
1440           if (win)
1441             {
1442               while (GET_CODE (r1) == SUBREG)
1443                 r1 = SUBREG_REG (r1);
1444               combined_regno = REGNO (r1);
1445             }
1446
1447           /* Mark the death of everything that dies in this instruction,
1448              except for anything that was just combined.  */
1449
1450           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1451             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1452                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG
1453                 && combined_regno != (int) REGNO (XEXP (link, 0))
1454                 && (no_conflict_combined_regno != (int) REGNO (XEXP (link, 0))
1455                     || ! find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT,
1456                                         XEXP (link, 0))))
1457               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 0);
1458
1459           /* Allocate qty numbers for all registers local to this block
1460              that are born (set) in this instruction.
1461              A pseudo that already has a qty is not changed.  */
1462
1463           note_stores (PATTERN (insn), reg_is_set, NULL);
1464
1465           /* If anything is set in this insn and then unused, mark it as dying
1466              after this insn, so it will conflict with our outputs.  This
1467              can't match with something that combined, and it doesn't matter
1468              if it did.  Do this after the calls to reg_is_set since these
1469              die after, not during, the current insn.  */
1470
1471           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1472             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_UNUSED
1473                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG)
1474               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 1);
1475
1476           /* If this is an insn that has a REG_RETVAL note pointing at a
1477              CLOBBER insn, we have reached the end of a REG_NO_CONFLICT
1478              block, so clear any register number that combined within it.  */
1479           if ((note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)) != 0
1480               && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == INSN
1481               && GET_CODE (PATTERN (XEXP (note, 0))) == CLOBBER)
1482             no_conflict_combined_regno = -1;
1483         }
1484
1485       /* Set the registers live after INSN_NUMBER.  Note that we never
1486          record the registers live before the block's first insn, since no
1487          pseudos we care about are live before that insn.  */
1488
1489       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number], regs_live);
1490       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number + 1], regs_live);
1491
1492       if (insn == BLOCK_END (b))
1493         break;
1494
1495       insn = NEXT_INSN (insn);
1496     }
1497
1498   /* Now every register that is local to this basic block
1499      should have been given a quantity, or else -1 meaning ignore it.
1500      Every quantity should have a known birth and death.
1501
1502      Order the qtys so we assign them registers in order of the
1503      number of suggested registers they need so we allocate those with
1504      the most restrictive needs first.  */
1505
1506   qty_order = (int *) xmalloc (next_qty * sizeof (int));
1507   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1508     qty_order[i] = i;
1509
1510 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1511   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1512
1513   switch (next_qty)
1514     {
1515     case 3:
1516       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1517       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1518         EXCHANGE (0, 1);
1519       if (qty_sugg_compare (1, 2) > 0)
1520         EXCHANGE (2, 1);
1521
1522       /* ... Fall through ...  */
1523     case 2:
1524       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1525       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1526         EXCHANGE (0, 1);
1527
1528       /* ... Fall through ...  */
1529
1530     case 1:
1531     case 0:
1532       /* Nothing to do here.  */
1533       break;
1534
1535     default:
1536       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_sugg_compare_1);
1537     }
1538
1539   /* Try to put each quantity in a suggested physical register, if it has one.
1540      This may cause registers to be allocated that otherwise wouldn't be, but
1541      this seems acceptable in local allocation (unlike global allocation).  */
1542   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1543     {
1544       q = qty_order[i];
1545       if (qty_phys_num_sugg[q] != 0 || qty_phys_num_copy_sugg[q] != 0)
1546         qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class, qty[q].mode, q,
1547                                          0, 1, qty[q].birth, qty[q].death);
1548       else
1549         qty[q].phys_reg = -1;
1550     }
1551
1552   /* Order the qtys so we assign them registers in order of
1553      decreasing length of life.  Normally call qsort, but if we
1554      have only a very small number of quantities, sort them ourselves.  */
1555
1556   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1557     qty_order[i] = i;
1558
1559 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1560   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1561
1562   switch (next_qty)
1563     {
1564     case 3:
1565       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1566       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1567         EXCHANGE (0, 1);
1568       if (qty_compare (1, 2) > 0)
1569         EXCHANGE (2, 1);
1570
1571       /* ... Fall through ...  */
1572     case 2:
1573       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1574       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1575         EXCHANGE (0, 1);
1576
1577       /* ... Fall through ...  */
1578
1579     case 1:
1580     case 0:
1581       /* Nothing to do here.  */
1582       break;
1583
1584     default:
1585       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_compare_1);
1586     }
1587
1588   /* Now for each qty that is not a hardware register,
1589      look for a hardware register to put it in.
1590      First try the register class that is cheapest for this qty,
1591      if there is more than one class.  */
1592
1593   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1594     {
1595       q = qty_order[i];
1596       if (qty[q].phys_reg < 0)
1597         {
1598 #ifdef INSN_SCHEDULING
1599           /* These values represent the adjusted lifetime of a qty so
1600              that it conflicts with qtys which appear near the start/end
1601              of this qty's lifetime.
1602
1603              The purpose behind extending the lifetime of this qty is to
1604              discourage the register allocator from creating false
1605              dependencies.
1606
1607              The adjustment value is chosen to indicate that this qty
1608              conflicts with all the qtys in the instructions immediately
1609              before and after the lifetime of this qty.
1610
1611              Experiments have shown that higher values tend to hurt
1612              overall code performance.
1613
1614              If allocation using the extended lifetime fails we will try
1615              again with the qty's unadjusted lifetime.  */
1616           int fake_birth = MAX (0, qty[q].birth - 2 + qty[q].birth % 2);
1617           int fake_death = MIN (insn_number * 2 + 1,
1618                                 qty[q].death + 2 - qty[q].death % 2);
1619 #endif
1620
1621           if (N_REG_CLASSES > 1)
1622             {
1623 #ifdef INSN_SCHEDULING
1624               /* We try to avoid using hard registers allocated to qtys which
1625                  are born immediately after this qty or die immediately before
1626                  this qty.
1627
1628                  This optimization is only appropriate when we will run
1629                  a scheduling pass after reload and we are not optimizing
1630                  for code size.  */
1631               if (flag_schedule_insns_after_reload
1632                   && !optimize_size
1633                   && !SMALL_REGISTER_CLASSES)
1634                 {
1635                   qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class,
1636                                                    qty[q].mode, q, 0, 0,
1637                                                    fake_birth, fake_death);
1638                   if (qty[q].phys_reg >= 0)
1639                     continue;
1640                 }
1641 #endif
1642               qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class,
1643                                                qty[q].mode, q, 0, 0,
1644                                                qty[q].birth, qty[q].death);
1645               if (qty[q].phys_reg >= 0)
1646                 continue;
1647             }
1648
1649 #ifdef INSN_SCHEDULING
1650           /* Similarly, avoid false dependencies.  */
1651           if (flag_schedule_insns_after_reload
1652               && !optimize_size
1653               && !SMALL_REGISTER_CLASSES
1654               && qty[q].alternate_class != NO_REGS)
1655             qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].alternate_class,
1656                                              qty[q].mode, q, 0, 0,
1657                                              fake_birth, fake_death);
1658 #endif
1659           if (qty[q].alternate_class != NO_REGS)
1660             qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].alternate_class,
1661                                              qty[q].mode, q, 0, 0,
1662                                              qty[q].birth, qty[q].death);
1663         }
1664     }
1665
1666   /* Now propagate the register assignments
1667      to the pseudo regs belonging to the qtys.  */
1668
1669   for (q = 0; q < next_qty; q++)
1670     if (qty[q].phys_reg >= 0)
1671       {
1672         for (i = qty[q].first_reg; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1673           reg_renumber[i] = qty[q].phys_reg + reg_offset[i];
1674       }
1675
1676   /* Clean up.  */
1677   free (regs_live_at);
1678   free (qty_order);
1679 }
1680 \f
1681 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.
1682    We give shorter-lived quantities higher priority.
1683    Quantities with more references are also preferred, as are quantities that
1684    require multiple registers.  This is the identical prioritization as
1685    done by global-alloc.
1686
1687    We used to give preference to registers with *longer* lives, but using
1688    the same algorithm in both local- and global-alloc can speed up execution
1689    of some programs by as much as a factor of three!  */
1690
1691 /* Note that the quotient will never be bigger than
1692    the value of floor_log2 times the maximum number of
1693    times a register can occur in one insn (surely less than 100)
1694    weighted by frequency (max REG_FREQ_MAX).
1695    Multiplying this by 10000/REG_FREQ_MAX can't overflow.
1696    QTY_CMP_PRI is also used by qty_sugg_compare.  */
1697
1698 #define QTY_CMP_PRI(q)          \
1699   ((int) (((double) (floor_log2 (qty[q].n_refs) * qty[q].freq * qty[q].size) \
1700           / (qty[q].death - qty[q].birth)) * (10000 / REG_FREQ_MAX)))
1701
1702 static int
1703 qty_compare (q1, q2)
1704      int q1, q2;
1705 {
1706   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1707 }
1708
1709 static int
1710 qty_compare_1 (q1p, q2p)
1711      const PTR q1p;
1712      const PTR q2p;
1713 {
1714   int q1 = *(const int *) q1p, q2 = *(const int *) q2p;
1715   int tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1716
1717   if (tem != 0)
1718     return tem;
1719
1720   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1721      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1722   return q1 - q2;
1723 }
1724 \f
1725 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.  This version
1726    is called for quantities that have suggested hard registers.  First priority
1727    goes to quantities that have copy preferences, then to those that have
1728    normal preferences.  Within those groups, quantities with the lower
1729    number of preferences have the highest priority.  Of those, we use the same
1730    algorithm as above.  */
1731
1732 #define QTY_CMP_SUGG(q)         \
1733   (qty_phys_num_copy_sugg[q]            \
1734     ? qty_phys_num_copy_sugg[q] \
1735     : qty_phys_num_sugg[q] * FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1736
1737 static int
1738 qty_sugg_compare (q1, q2)
1739      int q1, q2;
1740 {
1741   int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1742
1743   if (tem != 0)
1744     return tem;
1745
1746   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1747 }
1748
1749 static int
1750 qty_sugg_compare_1 (q1p, q2p)
1751      const PTR q1p;
1752      const PTR q2p;
1753 {
1754   int q1 = *(const int *) q1p, q2 = *(const int *) q2p;
1755   int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1756
1757   if (tem != 0)
1758     return tem;
1759
1760   tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1761   if (tem != 0)
1762     return tem;
1763
1764   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1765      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1766   return q1 - q2;
1767 }
1768
1769 #undef QTY_CMP_SUGG
1770 #undef QTY_CMP_PRI
1771 \f
1772 /* Attempt to combine the two registers (rtx's) USEDREG and SETREG.
1773    Returns 1 if have done so, or 0 if cannot.
1774
1775    Combining registers means marking them as having the same quantity
1776    and adjusting the offsets within the quantity if either of
1777    them is a SUBREG).
1778
1779    We don't actually combine a hard reg with a pseudo; instead
1780    we just record the hard reg as the suggestion for the pseudo's quantity.
1781    If we really combined them, we could lose if the pseudo lives
1782    across an insn that clobbers the hard reg (eg, movstr).
1783
1784    ALREADY_DEAD is non-zero if USEDREG is known to be dead even though
1785    there is no REG_DEAD note on INSN.  This occurs during the processing
1786    of REG_NO_CONFLICT blocks.
1787
1788    MAY_SAVE_COPYCOPY is non-zero if this insn is simply copying USEDREG to
1789    SETREG or if the input and output must share a register.
1790    In that case, we record a hard reg suggestion in QTY_PHYS_COPY_SUGG.
1791
1792    There are elaborate checks for the validity of combining.  */
1793
1794 static int
1795 combine_regs (usedreg, setreg, may_save_copy, insn_number, insn, already_dead)
1796      rtx usedreg, setreg;
1797      int may_save_copy;
1798      int insn_number;
1799      rtx insn;
1800      int already_dead;
1801 {
1802   int ureg, sreg;
1803   int offset = 0;
1804   int usize, ssize;
1805   int sqty;
1806
1807   /* Determine the numbers and sizes of registers being used.  If a subreg
1808      is present that does not change the entire register, don't consider
1809      this a copy insn.  */
1810
1811   while (GET_CODE (usedreg) == SUBREG)
1812     {
1813       rtx subreg = SUBREG_REG (usedreg);
1814
1815       if (GET_CODE (subreg) == REG)
1816         {
1817           if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (subreg)) > UNITS_PER_WORD)
1818             may_save_copy = 0;
1819
1820           if (REGNO (subreg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1821             offset += subreg_regno_offset (REGNO (subreg),
1822                                            GET_MODE (subreg),
1823                                            SUBREG_BYTE (usedreg),
1824                                            GET_MODE (usedreg));
1825           else
1826             offset += (SUBREG_BYTE (usedreg)
1827                       / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)));
1828         }
1829
1830       usedreg = subreg;
1831     }
1832
1833   if (GET_CODE (usedreg) != REG)
1834     return 0;
1835
1836   ureg = REGNO (usedreg);
1837   if (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1838     usize = HARD_REGNO_NREGS (ureg, GET_MODE (usedreg));
1839   else
1840     usize = ((GET_MODE_SIZE (GET_MODE (usedreg))
1841               + (REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)) - 1))
1842              / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)));
1843
1844   while (GET_CODE (setreg) == SUBREG)
1845     {
1846       rtx subreg = SUBREG_REG (setreg);
1847
1848       if (GET_CODE (subreg) == REG)
1849         {
1850           if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (subreg)) > UNITS_PER_WORD)
1851             may_save_copy = 0;
1852
1853           if (REGNO (subreg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1854             offset -= subreg_regno_offset (REGNO (subreg),
1855                                            GET_MODE (subreg),
1856                                            SUBREG_BYTE (setreg),
1857                                            GET_MODE (setreg));
1858           else
1859             offset -= (SUBREG_BYTE (setreg)
1860                       / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)));
1861         }
1862
1863       setreg = subreg;
1864     }
1865
1866   if (GET_CODE (setreg) != REG)
1867     return 0;
1868
1869   sreg = REGNO (setreg);
1870   if (sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1871     ssize = HARD_REGNO_NREGS (sreg, GET_MODE (setreg));
1872   else
1873     ssize = ((GET_MODE_SIZE (GET_MODE (setreg))
1874               + (REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)) - 1))
1875              / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)));
1876
1877   /* If UREG is a pseudo-register that hasn't already been assigned a
1878      quantity number, it means that it is not local to this block or dies
1879      more than once.  In either event, we can't do anything with it.  */
1880   if ((ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[ureg] < 0)
1881       /* Do not combine registers unless one fits within the other.  */
1882       || (offset > 0 && usize + offset > ssize)
1883       || (offset < 0 && usize + offset < ssize)
1884       /* Do not combine with a smaller already-assigned object
1885          if that smaller object is already combined with something bigger.  */
1886       || (ssize > usize && ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1887           && usize < qty[reg_qty[ureg]].size)
1888       /* Can't combine if SREG is not a register we can allocate.  */
1889       || (sreg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[sreg] == -1)
1890       /* Don't combine with a pseudo mentioned in a REG_NO_CONFLICT note.
1891          These have already been taken care of.  This probably wouldn't
1892          combine anyway, but don't take any chances.  */
1893       || (ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1894           && find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT, usedreg))
1895       /* Don't tie something to itself.  In most cases it would make no
1896          difference, but it would screw up if the reg being tied to itself
1897          also dies in this insn.  */
1898       || ureg == sreg
1899       /* Don't try to connect two different hardware registers.  */
1900       || (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER && sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1901       /* Don't connect two different machine modes if they have different
1902          implications as to which registers may be used.  */
1903       || !MODES_TIEABLE_P (GET_MODE (usedreg), GET_MODE (setreg)))
1904     return 0;
1905
1906   /* Now, if UREG is a hard reg and SREG is a pseudo, record the hard reg in
1907      qty_phys_sugg for the pseudo instead of tying them.
1908
1909      Return "failure" so that the lifespan of UREG is terminated here;
1910      that way the two lifespans will be disjoint and nothing will prevent
1911      the pseudo reg from being given this hard reg.  */
1912
1913   if (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1914     {
1915       /* Allocate a quantity number so we have a place to put our
1916          suggestions.  */
1917       if (reg_qty[sreg] == -2)
1918         reg_is_born (setreg, 2 * insn_number);
1919
1920       if (reg_qty[sreg] >= 0)
1921         {
1922           if (may_save_copy
1923               && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1924             {
1925               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1926               qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1927             }
1928           else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1929             {
1930               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1931               qty_phys_num_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1932             }
1933         }
1934       return 0;
1935     }
1936
1937   /* Similarly for SREG a hard register and UREG a pseudo register.  */
1938
1939   if (sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1940     {
1941       if (may_save_copy
1942           && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1943         {
1944           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1945           qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1946         }
1947       else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1948         {
1949           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1950           qty_phys_num_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1951         }
1952       return 0;
1953     }
1954
1955   /* At this point we know that SREG and UREG are both pseudos.
1956      Do nothing if SREG already has a quantity or is a register that we
1957      don't allocate.  */
1958   if (reg_qty[sreg] >= -1
1959       /* If we are not going to let any regs live across calls,
1960          don't tie a call-crossing reg to a non-call-crossing reg.  */
1961       || (current_function_has_nonlocal_label
1962           && ((REG_N_CALLS_CROSSED (ureg) > 0)
1963               != (REG_N_CALLS_CROSSED (sreg) > 0))))
1964     return 0;
1965
1966   /* We don't already know about SREG, so tie it to UREG
1967      if this is the last use of UREG, provided the classes they want
1968      are compatible.  */
1969
1970   if ((already_dead || find_regno_note (insn, REG_DEAD, ureg))
1971       && reg_meets_class_p (sreg, qty[reg_qty[ureg]].min_class))
1972     {
1973       /* Add SREG to UREG's quantity.  */
1974       sqty = reg_qty[ureg];
1975       reg_qty[sreg] = sqty;
1976       reg_offset[sreg] = reg_offset[ureg] + offset;
1977       reg_next_in_qty[sreg] = qty[sqty].first_reg;
1978       qty[sqty].first_reg = sreg;
1979
1980       /* If SREG's reg class is smaller, set qty[SQTY].min_class.  */
1981       update_qty_class (sqty, sreg);
1982
1983       /* Update info about quantity SQTY.  */
1984       qty[sqty].n_calls_crossed += REG_N_CALLS_CROSSED (sreg);
1985       qty[sqty].n_refs += REG_N_REFS (sreg);
1986       qty[sqty].freq += REG_FREQ (sreg);
1987       if (usize < ssize)
1988         {
1989           int i;
1990
1991           for (i = qty[sqty].first_reg; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1992             reg_offset[i] -= offset;
1993
1994           qty[sqty].size = ssize;
1995           qty[sqty].mode = GET_MODE (setreg);
1996         }
1997     }
1998   else
1999     return 0;
2000
2001   return 1;
2002 }
2003 \f
2004 /* Return 1 if the preferred class of REG allows it to be tied
2005    to a quantity or register whose class is CLASS.
2006    True if REG's reg class either contains or is contained in CLASS.  */
2007
2008 static int
2009 reg_meets_class_p (reg, class)
2010      int reg;
2011      enum reg_class class;
2012 {
2013   enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
2014   return (reg_class_subset_p (rclass, class)
2015           || reg_class_subset_p (class, rclass));
2016 }
2017
2018 /* Update the class of QTYNO assuming that REG is being tied to it.  */
2019
2020 static void
2021 update_qty_class (qtyno, reg)
2022      int qtyno;
2023      int reg;
2024 {
2025   enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
2026   if (reg_class_subset_p (rclass, qty[qtyno].min_class))
2027     qty[qtyno].min_class = rclass;
2028
2029   rclass = reg_alternate_class (reg);
2030   if (reg_class_subset_p (rclass, qty[qtyno].alternate_class))
2031     qty[qtyno].alternate_class = rclass;
2032
2033   if (REG_CHANGES_MODE (reg))
2034     qty[qtyno].changes_mode = 1;
2035 }
2036 \f
2037 /* Handle something which alters the value of an rtx REG.
2038
2039    REG is whatever is set or clobbered.  SETTER is the rtx that
2040    is modifying the register.
2041
2042    If it is not really a register, we do nothing.
2043    The file-global variables `this_insn' and `this_insn_number'
2044    carry info from `block_alloc'.  */
2045
2046 static void
2047 reg_is_set (reg, setter, data)
2048      rtx reg;
2049      rtx setter;
2050      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
2051 {
2052   /* Note that note_stores will only pass us a SUBREG if it is a SUBREG of
2053      a hard register.  These may actually not exist any more.  */
2054
2055   if (GET_CODE (reg) != SUBREG
2056       && GET_CODE (reg) != REG)
2057     return;
2058
2059   /* Mark this register as being born.  If it is used in a CLOBBER, mark
2060      it as being born halfway between the previous insn and this insn so that
2061      it conflicts with our inputs but not the outputs of the previous insn.  */
2062
2063   reg_is_born (reg, 2 * this_insn_number - (GET_CODE (setter) == CLOBBER));
2064 }
2065 \f
2066 /* Handle beginning of the life of register REG.
2067    BIRTH is the index at which this is happening.  */
2068
2069 static void
2070 reg_is_born (reg, birth)
2071      rtx reg;
2072      int birth;
2073 {
2074   int regno;
2075
2076   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
2077     {
2078       regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
2079       if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2080         regno = subreg_hard_regno (reg, 1);
2081     }
2082   else
2083     regno = REGNO (reg);
2084
2085   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2086     {
2087       mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1);
2088
2089       /* If the register was to have been born earlier that the present
2090          insn, mark it as live where it is actually born.  */
2091       if (birth < 2 * this_insn_number)
2092         post_mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1, birth, 2 * this_insn_number);
2093     }
2094   else
2095     {
2096       if (reg_qty[regno] == -2)
2097         alloc_qty (regno, GET_MODE (reg), PSEUDO_REGNO_SIZE (regno), birth);
2098
2099       /* If this register has a quantity number, show that it isn't dead.  */
2100       if (reg_qty[regno] >= 0)
2101         qty[reg_qty[regno]].death = -1;
2102     }
2103 }
2104
2105 /* Record the death of REG in the current insn.  If OUTPUT_P is non-zero,
2106    REG is an output that is dying (i.e., it is never used), otherwise it
2107    is an input (the normal case).
2108    If OUTPUT_P is 1, then we extend the life past the end of this insn.  */
2109
2110 static void
2111 wipe_dead_reg (reg, output_p)
2112      rtx reg;
2113      int output_p;
2114 {
2115   int regno = REGNO (reg);
2116
2117   /* If this insn has multiple results,
2118      and the dead reg is used in one of the results,
2119      extend its life to after this insn,
2120      so it won't get allocated together with any other result of this insn.
2121
2122      It is unsafe to use !single_set here since it will ignore an unused
2123      output.  Just because an output is unused does not mean the compiler
2124      can assume the side effect will not occur.   Consider if REG appears
2125      in the address of an output and we reload the output.  If we allocate
2126      REG to the same hard register as an unused output we could set the hard
2127      register before the output reload insn.  */
2128   if (GET_CODE (PATTERN (this_insn)) == PARALLEL
2129       && multiple_sets (this_insn))
2130     {
2131       int i;
2132       for (i = XVECLEN (PATTERN (this_insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2133         {
2134           rtx set = XVECEXP (PATTERN (this_insn), 0, i);
2135           if (GET_CODE (set) == SET
2136               && GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
2137               && !rtx_equal_p (reg, SET_DEST (set))
2138               && reg_overlap_mentioned_p (reg, SET_DEST (set)))
2139             output_p = 1;
2140         }
2141     }
2142
2143   /* If this register is used in an auto-increment address, then extend its
2144      life to after this insn, so that it won't get allocated together with
2145      the result of this insn.  */
2146   if (! output_p && find_regno_note (this_insn, REG_INC, regno))
2147     output_p = 1;
2148
2149   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2150     {
2151       mark_life (regno, GET_MODE (reg), 0);
2152
2153       /* If a hard register is dying as an output, mark it as in use at
2154          the beginning of this insn (the above statement would cause this
2155          not to happen).  */
2156       if (output_p)
2157         post_mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1,
2158                         2 * this_insn_number, 2 * this_insn_number + 1);
2159     }
2160
2161   else if (reg_qty[regno] >= 0)
2162     qty[reg_qty[regno]].death = 2 * this_insn_number + output_p;
2163 }
2164 \f
2165 /* Find a block of SIZE words of hard regs in reg_class CLASS
2166    that can hold something of machine-mode MODE
2167      (but actually we test only the first of the block for holding MODE)
2168    and still free between insn BORN_INDEX and insn DEAD_INDEX,
2169    and return the number of the first of them.
2170    Return -1 if such a block cannot be found.
2171    If QTYNO crosses calls, insist on a register preserved by calls,
2172    unless ACCEPT_CALL_CLOBBERED is nonzero.
2173
2174    If JUST_TRY_SUGGESTED is non-zero, only try to see if the suggested
2175    register is available.  If not, return -1.  */
2176
2177 static int
2178 find_free_reg (class, mode, qtyno, accept_call_clobbered, just_try_suggested,
2179                born_index, dead_index)
2180      enum reg_class class;
2181      enum machine_mode mode;
2182      int qtyno;
2183      int accept_call_clobbered;
2184      int just_try_suggested;
2185      int born_index, dead_index;
2186 {
2187   int i, ins;
2188 #ifdef HARD_REG_SET
2189   /* Declare it register if it's a scalar.  */
2190   register
2191 #endif
2192     HARD_REG_SET used, first_used;
2193 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2194   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
2195 #endif
2196
2197   /* Validate our parameters.  */
2198   if (born_index < 0 || born_index > dead_index)
2199     abort ();
2200
2201   /* Don't let a pseudo live in a reg across a function call
2202      if we might get a nonlocal goto.  */
2203   if (current_function_has_nonlocal_label
2204       && qty[qtyno].n_calls_crossed > 0)
2205     return -1;
2206
2207   if (accept_call_clobbered)
2208     COPY_HARD_REG_SET (used, call_fixed_reg_set);
2209   else if (qty[qtyno].n_calls_crossed == 0)
2210     COPY_HARD_REG_SET (used, fixed_reg_set);
2211   else
2212     COPY_HARD_REG_SET (used, call_used_reg_set);
2213
2214   if (accept_call_clobbered)
2215     IOR_HARD_REG_SET (used, losing_caller_save_reg_set);
2216
2217   for (ins = born_index; ins < dead_index; ins++)
2218     IOR_HARD_REG_SET (used, regs_live_at[ins]);
2219
2220   IOR_COMPL_HARD_REG_SET (used, reg_class_contents[(int) class]);
2221
2222   /* Don't use the frame pointer reg in local-alloc even if
2223      we may omit the frame pointer, because if we do that and then we
2224      need a frame pointer, reload won't know how to move the pseudo
2225      to another hard reg.  It can move only regs made by global-alloc.
2226
2227      This is true of any register that can be eliminated.  */
2228 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2229   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
2230     SET_HARD_REG_BIT (used, eliminables[i].from);
2231 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
2232   /* If FRAME_POINTER_REGNUM is not a real register, then protect the one
2233      that it might be eliminated into.  */
2234   SET_HARD_REG_BIT (used, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
2235 #endif
2236 #else
2237   SET_HARD_REG_BIT (used, FRAME_POINTER_REGNUM);
2238 #endif
2239
2240 #ifdef CLASS_CANNOT_CHANGE_MODE
2241   if (qty[qtyno].changes_mode)
2242     IOR_HARD_REG_SET (used,
2243                       reg_class_contents[(int) CLASS_CANNOT_CHANGE_MODE]);
2244 #endif
2245
2246   /* Normally, the registers that can be used for the first register in
2247      a multi-register quantity are the same as those that can be used for
2248      subsequent registers.  However, if just trying suggested registers,
2249      restrict our consideration to them.  If there are copy-suggested
2250      register, try them.  Otherwise, try the arithmetic-suggested
2251      registers.  */
2252   COPY_HARD_REG_SET (first_used, used);
2253
2254   if (just_try_suggested)
2255     {
2256       if (qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] != 0)
2257         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_copy_sugg[qtyno]);
2258       else
2259         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_sugg[qtyno]);
2260     }
2261
2262   /* If all registers are excluded, we can't do anything.  */
2263   GO_IF_HARD_REG_SUBSET (reg_class_contents[(int) ALL_REGS], first_used, fail);
2264
2265   /* If at least one would be suitable, test each hard reg.  */
2266
2267   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2268     {
2269 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
2270       int regno = reg_alloc_order[i];
2271 #else
2272       int regno = i;
2273 #endif
2274       if (! TEST_HARD_REG_BIT (first_used, regno)
2275           && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
2276           && (qty[qtyno].n_calls_crossed == 0
2277               || accept_call_clobbered
2278               || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
2279         {
2280           int j;
2281           int size1 = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2282           for (j = 1; j < size1 && ! TEST_HARD_REG_BIT (used, regno + j); j++);
2283           if (j == size1)
2284             {
2285               /* Mark that this register is in use between its birth and death
2286                  insns.  */
2287               post_mark_life (regno, mode, 1, born_index, dead_index);
2288               return regno;
2289             }
2290 #ifndef REG_ALLOC_ORDER
2291           /* Skip starting points we know will lose.  */
2292           i += j;
2293 #endif
2294         }
2295     }
2296
2297  fail:
2298   /* If we are just trying suggested register, we have just tried copy-
2299      suggested registers, and there are arithmetic-suggested registers,
2300      try them.  */
2301
2302   /* If it would be profitable to allocate a call-clobbered register
2303      and save and restore it around calls, do that.  */
2304   if (just_try_suggested && qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] != 0
2305       && qty_phys_num_sugg[qtyno] != 0)
2306     {
2307       /* Don't try the copy-suggested regs again.  */
2308       qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] = 0;
2309       return find_free_reg (class, mode, qtyno, accept_call_clobbered, 1,
2310                             born_index, dead_index);
2311     }
2312
2313   /* We need not check to see if the current function has nonlocal
2314      labels because we don't put any pseudos that are live over calls in
2315      registers in that case.  */
2316
2317   if (! accept_call_clobbered
2318       && flag_caller_saves
2319       && ! just_try_suggested
2320       && qty[qtyno].n_calls_crossed != 0
2321       && CALLER_SAVE_PROFITABLE (qty[qtyno].n_refs,
2322                                  qty[qtyno].n_calls_crossed))
2323     {
2324       i = find_free_reg (class, mode, qtyno, 1, 0, born_index, dead_index);
2325       if (i >= 0)
2326         caller_save_needed = 1;
2327       return i;
2328     }
2329   return -1;
2330 }
2331 \f
2332 /* Mark that REGNO with machine-mode MODE is live starting from the current
2333    insn (if LIFE is non-zero) or dead starting at the current insn (if LIFE
2334    is zero).  */
2335
2336 static void
2337 mark_life (regno, mode, life)
2338      int regno;
2339      enum machine_mode mode;
2340      int life;
2341 {
2342   int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2343   if (life)
2344     while (--j >= 0)
2345       SET_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2346   else
2347     while (--j >= 0)
2348       CLEAR_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2349 }
2350
2351 /* Mark register number REGNO (with machine-mode MODE) as live (if LIFE
2352    is non-zero) or dead (if LIFE is zero) from insn number BIRTH (inclusive)
2353    to insn number DEATH (exclusive).  */
2354
2355 static void
2356 post_mark_life (regno, mode, life, birth, death)
2357      int regno;
2358      enum machine_mode mode;
2359      int life, birth, death;
2360 {
2361   int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2362 #ifdef HARD_REG_SET
2363   /* Declare it register if it's a scalar.  */
2364   register
2365 #endif
2366     HARD_REG_SET this_reg;
2367
2368   CLEAR_HARD_REG_SET (this_reg);
2369   while (--j >= 0)
2370     SET_HARD_REG_BIT (this_reg, regno + j);
2371
2372   if (life)
2373     while (birth < death)
2374       {
2375         IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2376         birth++;
2377       }
2378   else
2379     while (birth < death)
2380       {
2381         AND_COMPL_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2382         birth++;
2383       }
2384 }
2385 \f
2386 /* INSN is the CLOBBER insn that starts a REG_NO_NOCONFLICT block, R0
2387    is the register being clobbered, and R1 is a register being used in
2388    the equivalent expression.
2389
2390    If R1 dies in the block and has a REG_NO_CONFLICT note on every insn
2391    in which it is used, return 1.
2392
2393    Otherwise, return 0.  */
2394
2395 static int
2396 no_conflict_p (insn, r0, r1)
2397      rtx insn, r0 ATTRIBUTE_UNUSED, r1;
2398 {
2399   int ok = 0;
2400   rtx note = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2401   rtx p, last;
2402
2403   /* If R1 is a hard register, return 0 since we handle this case
2404      when we scan the insns that actually use it.  */
2405
2406   if (note == 0
2407       || (GET_CODE (r1) == REG && REGNO (r1) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2408       || (GET_CODE (r1) == SUBREG && GET_CODE (SUBREG_REG (r1)) == REG
2409           && REGNO (SUBREG_REG (r1)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2410     return 0;
2411
2412   last = XEXP (note, 0);
2413
2414   for (p = NEXT_INSN (insn); p && p != last; p = NEXT_INSN (p))
2415     if (INSN_P (p))
2416       {
2417         if (find_reg_note (p, REG_DEAD, r1))
2418           ok = 1;
2419
2420         /* There must be a REG_NO_CONFLICT note on every insn, otherwise
2421            some earlier optimization pass has inserted instructions into
2422            the sequence, and it is not safe to perform this optimization.
2423            Note that emit_no_conflict_block always ensures that this is
2424            true when these sequences are created.  */
2425         if (! find_reg_note (p, REG_NO_CONFLICT, r1))
2426           return 0;
2427       }
2428
2429   return ok;
2430 }
2431 \f
2432 /* Return the number of alternatives for which the constraint string P
2433    indicates that the operand must be equal to operand 0 and that no register
2434    is acceptable.  */
2435
2436 static int
2437 requires_inout (p)
2438      const char *p;
2439 {
2440   char c;
2441   int found_zero = 0;
2442   int reg_allowed = 0;
2443   int num_matching_alts = 0;
2444
2445   while ((c = *p++))
2446     switch (c)
2447       {
2448       case '=':  case '+':  case '?':
2449       case '#':  case '&':  case '!':
2450       case '*':  case '%':
2451       case 'm':  case '<':  case '>':  case 'V':  case 'o':
2452       case 'E':  case 'F':  case 'G':  case 'H':
2453       case 's':  case 'i':  case 'n':
2454       case 'I':  case 'J':  case 'K':  case 'L':
2455       case 'M':  case 'N':  case 'O':  case 'P':
2456       case 'X':
2457         /* These don't say anything we care about.  */
2458         break;
2459
2460       case ',':
2461         if (found_zero && ! reg_allowed)
2462           num_matching_alts++;
2463
2464         found_zero = reg_allowed = 0;
2465         break;
2466
2467       case '0':
2468         found_zero = 1;
2469         break;
2470
2471       case '1':  case '2':  case '3':  case '4': case '5':
2472       case '6':  case '7':  case '8':  case '9':
2473         /* Skip the balance of the matching constraint.  */
2474         while (ISDIGIT (*p))
2475           p++;
2476         break;
2477
2478       default:
2479         if (REG_CLASS_FROM_LETTER (c) == NO_REGS)
2480           break;
2481         /* FALLTHRU */
2482       case 'p':
2483       case 'g': case 'r':
2484         reg_allowed = 1;
2485         break;
2486       }
2487
2488   if (found_zero && ! reg_allowed)
2489     num_matching_alts++;
2490
2491   return num_matching_alts;
2492 }
2493 \f
2494 void
2495 dump_local_alloc (file)
2496      FILE *file;
2497 {
2498   int i;
2499   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
2500     if (reg_renumber[i] != -1)
2501       fprintf (file, ";; Register %d in %d.\n", i, reg_renumber[i]);
2502 }