OSDN Git Service

* Makefile.in, alias.c, basic-block.h, bb-reorder.c, bitmap.c,
[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 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 \f
78 /* Next quantity number available for allocation.  */
79
80 static int next_qty;
81
82 /* Information we maitain about each quantity.  */
83 struct qty
84 {
85   /* The number of refs to quantity Q.  */
86
87   int n_refs;
88
89   /* The frequency of uses of quantity Q.  */
90
91   int freq;
92
93   /* Insn number (counting from head of basic block)
94      where quantity Q was born.  -1 if birth has not been recorded.  */
95
96   int birth;
97
98   /* Insn number (counting from head of basic block)
99      where given quantity died.  Due to the way tying is done,
100      and the fact that we consider in this pass only regs that die but once,
101      a quantity can die only once.  Each quantity's life span
102      is a set of consecutive insns.  -1 if death has not been recorded.  */
103
104   int death;
105
106   /* Number of words needed to hold the data in given quantity.
107      This depends on its machine mode.  It is used for these purposes:
108      1. It is used in computing the relative importances of qtys,
109         which determines the order in which we look for regs for them.
110      2. It is used in rules that prevent tying several registers of
111         different sizes in a way that is geometrically impossible
112         (see combine_regs).  */
113
114   int size;
115
116   /* Number of times a reg tied to given qty lives across a CALL_INSN.  */
117
118   int n_calls_crossed;
119
120   /* The register number of one pseudo register whose reg_qty value is Q.
121      This register should be the head of the chain
122      maintained in reg_next_in_qty.  */
123
124   int first_reg;
125
126   /* Reg class contained in (smaller than) the preferred classes of all
127      the pseudo regs that are tied in given quantity.
128      This is the preferred class for allocating that quantity.  */
129
130   enum reg_class min_class;
131
132   /* Register class within which we allocate given qty if we can't get
133      its preferred class.  */
134
135   enum reg_class alternate_class;
136
137   /* This holds the mode of the registers that are tied to given qty,
138      or VOIDmode if registers with differing modes are tied together.  */
139
140   enum machine_mode mode;
141
142   /* the hard reg number chosen for given quantity,
143      or -1 if none was found.  */
144
145   short phys_reg;
146
147   /* Nonzero if this quantity has been used in a SUBREG in some
148      way that is illegal.  */
149
150   char changes_mode;
151
152 };
153
154 static struct qty *qty;
155
156 /* These fields are kept separately to speedup their clearing.  */
157
158 /* We maintain two hard register sets that indicate suggested hard registers
159    for each quantity.  The first, phys_copy_sugg, contains hard registers
160    that are tied to the quantity by a simple copy.  The second contains all
161    hard registers that are tied to the quantity via an arithmetic operation.
162
163    The former register set is given priority for allocation.  This tends to
164    eliminate copy insns.  */
165
166 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
167    copy insns.  */
168
169 static HARD_REG_SET *qty_phys_copy_sugg;
170
171 /* Element Q is a set of hard registers that are suggested for quantity Q by
172    arithmetic insns.  */
173
174 static HARD_REG_SET *qty_phys_sugg;
175
176 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_copy_sugg.  */
177
178 static short *qty_phys_num_copy_sugg;
179
180 /* Element Q is the number of suggested registers in qty_phys_sugg.  */
181
182 static short *qty_phys_num_sugg;
183
184 /* If (REG N) has been assigned a quantity number, is a register number
185    of another register assigned the same quantity number, or -1 for the
186    end of the chain.  qty->first_reg point to the head of this chain.  */
187
188 static int *reg_next_in_qty;
189
190 /* reg_qty[N] (where N is a pseudo reg number) is the qty number of that reg
191    if it is >= 0,
192    of -1 if this register cannot be allocated by local-alloc,
193    or -2 if not known yet.
194
195    Note that if we see a use or death of pseudo register N with
196    reg_qty[N] == -2, register N must be local to the current block.  If
197    it were used in more than one block, we would have reg_qty[N] == -1.
198    This relies on the fact that if reg_basic_block[N] is >= 0, register N
199    will not appear in any other block.  We save a considerable number of
200    tests by exploiting this.
201
202    If N is < FIRST_PSEUDO_REGISTER, reg_qty[N] is undefined and should not
203    be referenced.  */
204
205 static int *reg_qty;
206
207 /* The offset (in words) of register N within its quantity.
208    This can be nonzero if register N is SImode, and has been tied
209    to a subreg of a DImode register.  */
210
211 static char *reg_offset;
212
213 /* Vector of substitutions of register numbers,
214    used to map pseudo regs into hardware regs.
215    This is set up as a result of register allocation.
216    Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
217    or is -1 if no hard reg was assigned.
218    If N is a hard reg number, element N is N.  */
219
220 short *reg_renumber;
221
222 /* Set of hard registers live at the current point in the scan
223    of the instructions in a basic block.  */
224
225 static HARD_REG_SET regs_live;
226
227 /* Each set of hard registers indicates registers live at a particular
228    point in the basic block.  For N even, regs_live_at[N] says which
229    hard registers are needed *after* insn N/2 (i.e., they may not
230    conflict with the outputs of insn N/2 or the inputs of insn N/2 + 1.
231
232    If an object is to conflict with the inputs of insn J but not the
233    outputs of insn J + 1, we say it is born at index J*2 - 1.  Similarly,
234    if it is to conflict with the outputs of insn J but not the inputs of
235    insn J + 1, it is said to die at index J*2 + 1.  */
236
237 static HARD_REG_SET *regs_live_at;
238
239 /* Communicate local vars `insn_number' and `insn'
240    from `block_alloc' to `reg_is_set', `wipe_dead_reg', and `alloc_qty'.  */
241 static int this_insn_number;
242 static rtx this_insn;
243
244 struct equivalence
245 {
246   /* Set when an attempt should be made to replace a register
247      with the associated src entry.  */
248
249   char replace;
250
251   /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
252      keep track of what memory accesses might be created later,
253      e.g. by reload.  */
254
255   rtx replacement;
256
257   rtx src;
258
259   /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
260      to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
261
262   int loop_depth;
263
264   /* The list of each instruction which initializes this register.  */
265
266   rtx init_insns;
267 };
268
269 /* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
270    structure for that register.  */
271
272 static struct equivalence *reg_equiv;
273
274 /* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
275 static int recorded_label_ref;
276
277 static void alloc_qty           PARAMS ((int, enum machine_mode, int, int));
278 static void validate_equiv_mem_from_store PARAMS ((rtx, rtx, void *));
279 static int validate_equiv_mem   PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
280 static int equiv_init_varies_p  PARAMS ((rtx));
281 static int equiv_init_movable_p PARAMS ((rtx, int));
282 static int contains_replace_regs PARAMS ((rtx));
283 static int memref_referenced_p  PARAMS ((rtx, rtx));
284 static int memref_used_between_p PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
285 static void update_equiv_regs   PARAMS ((void));
286 static void no_equiv            PARAMS ((rtx, rtx, void *));
287 static void block_alloc         PARAMS ((int));
288 static int qty_sugg_compare     PARAMS ((int, int));
289 static int qty_sugg_compare_1   PARAMS ((const PTR, const PTR));
290 static int qty_compare          PARAMS ((int, int));
291 static int qty_compare_1        PARAMS ((const PTR, const PTR));
292 static int combine_regs         PARAMS ((rtx, rtx, int, int, rtx, int));
293 static int reg_meets_class_p    PARAMS ((int, enum reg_class));
294 static void update_qty_class    PARAMS ((int, int));
295 static void reg_is_set          PARAMS ((rtx, rtx, void *));
296 static void reg_is_born         PARAMS ((rtx, int));
297 static void wipe_dead_reg       PARAMS ((rtx, int));
298 static int find_free_reg        PARAMS ((enum reg_class, enum machine_mode,
299                                        int, int, int, int, int));
300 static void mark_life           PARAMS ((int, enum machine_mode, int));
301 static void post_mark_life      PARAMS ((int, enum machine_mode, int, int, int));
302 static int no_conflict_p        PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
303 static int requires_inout       PARAMS ((const char *));
304 \f
305 /* Allocate a new quantity (new within current basic block)
306    for register number REGNO which is born at index BIRTH
307    within the block.  MODE and SIZE are info on reg REGNO.  */
308
309 static void
310 alloc_qty (regno, mode, size, birth)
311      int regno;
312      enum machine_mode mode;
313      int size, birth;
314 {
315   register int qtyno = next_qty++;
316
317   reg_qty[regno] = qtyno;
318   reg_offset[regno] = 0;
319   reg_next_in_qty[regno] = -1;
320
321   qty[qtyno].first_reg = regno;
322   qty[qtyno].size = size;
323   qty[qtyno].mode = mode;
324   qty[qtyno].birth = birth;
325   qty[qtyno].n_calls_crossed = REG_N_CALLS_CROSSED (regno);
326   qty[qtyno].min_class = reg_preferred_class (regno);
327   qty[qtyno].alternate_class = reg_alternate_class (regno);
328   qty[qtyno].n_refs = REG_N_REFS (regno);
329   qty[qtyno].freq = REG_FREQ (regno);
330   qty[qtyno].changes_mode = REG_CHANGES_MODE (regno);
331 }
332 \f
333 /* Main entry point of this file.  */
334
335 int
336 local_alloc ()
337 {
338   register int b, i;
339   int max_qty;
340
341   /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
342      that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
343   recorded_label_ref = 0;
344
345   /* Leaf functions and non-leaf functions have different needs.
346      If defined, let the machine say what kind of ordering we
347      should use.  */
348 #ifdef ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC
349   ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC;
350 #endif
351
352   /* Promote REG_EQUAL notes to REG_EQUIV notes and adjust status of affected
353      registers.  */
354   update_equiv_regs ();
355
356   /* This sets the maximum number of quantities we can have.  Quantity
357      numbers start at zero and we can have one for each pseudo.  */
358   max_qty = (max_regno - FIRST_PSEUDO_REGISTER);
359
360   /* Allocate vectors of temporary data.
361      See the declarations of these variables, above,
362      for what they mean.  */
363
364   qty = (struct qty *) xmalloc (max_qty * sizeof (struct qty));
365   qty_phys_copy_sugg
366     = (HARD_REG_SET *) xmalloc (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
367   qty_phys_num_copy_sugg = (short *) xmalloc (max_qty * sizeof (short));
368   qty_phys_sugg = (HARD_REG_SET *) xmalloc (max_qty * sizeof (HARD_REG_SET));
369   qty_phys_num_sugg = (short *) xmalloc (max_qty * sizeof (short));
370
371   reg_qty = (int *) xmalloc (max_regno * sizeof (int));
372   reg_offset = (char *) xmalloc (max_regno * sizeof (char));
373   reg_next_in_qty = (int *) xmalloc (max_regno * sizeof (int));
374
375   /* Allocate the reg_renumber array.  */
376   allocate_reg_info (max_regno, FALSE, TRUE);
377
378   /* Determine which pseudo-registers can be allocated by local-alloc.
379      In general, these are the registers used only in a single block and
380      which only die once.
381
382      We need not be concerned with which block actually uses the register
383      since we will never see it outside that block.  */
384
385   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
386     {
387       if (REG_BASIC_BLOCK (i) >= 0 && REG_N_DEATHS (i) == 1)
388         reg_qty[i] = -2;
389       else
390         reg_qty[i] = -1;
391     }
392
393   /* Force loop below to initialize entire quantity array.  */
394   next_qty = max_qty;
395
396   /* Allocate each block's local registers, block by block.  */
397
398   for (b = 0; b < n_basic_blocks; b++)
399     {
400       /* NEXT_QTY indicates which elements of the `qty_...'
401          vectors might need to be initialized because they were used
402          for the previous block; it is set to the entire array before
403          block 0.  Initialize those, with explicit loop if there are few,
404          else with bzero and bcopy.  Do not initialize vectors that are
405          explicit set by `alloc_qty'.  */
406
407       if (next_qty < 6)
408         {
409           for (i = 0; i < next_qty; i++)
410             {
411               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_copy_sugg[i]);
412               qty_phys_num_copy_sugg[i] = 0;
413               CLEAR_HARD_REG_SET (qty_phys_sugg[i]);
414               qty_phys_num_sugg[i] = 0;
415             }
416         }
417       else
418         {
419 #define CLEAR(vector)  \
420           memset ((char *) (vector), 0, (sizeof (*(vector))) * next_qty);
421
422           CLEAR (qty_phys_copy_sugg);
423           CLEAR (qty_phys_num_copy_sugg);
424           CLEAR (qty_phys_sugg);
425           CLEAR (qty_phys_num_sugg);
426         }
427
428       next_qty = 0;
429
430       block_alloc (b);
431     }
432
433   free (qty);
434   free (qty_phys_copy_sugg);
435   free (qty_phys_num_copy_sugg);
436   free (qty_phys_sugg);
437   free (qty_phys_num_sugg);
438
439   free (reg_qty);
440   free (reg_offset);
441   free (reg_next_in_qty);
442
443   return recorded_label_ref;
444 }
445 \f
446 /* Used for communication between the following two functions: contains
447    a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
448 static rtx equiv_mem;
449
450 /* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
451 static int equiv_mem_modified;
452
453 /* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
454    Called via note_stores.  */
455
456 static void
457 validate_equiv_mem_from_store (dest, set, data)
458      rtx dest;
459      rtx set ATTRIBUTE_UNUSED;
460      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
461 {
462   if ((GET_CODE (dest) == REG
463        && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
464       || (GET_CODE (dest) == MEM
465           && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem, rtx_varies_p)))
466     equiv_mem_modified = 1;
467 }
468
469 /* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
470    MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
471    by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
472    CALL_INSN.
473
474    Return 1 if MEMREF remains valid.  */
475
476 static int
477 validate_equiv_mem (start, reg, memref)
478      rtx start;
479      rtx reg;
480      rtx memref;
481 {
482   rtx insn;
483   rtx note;
484
485   equiv_mem = memref;
486   equiv_mem_modified = 0;
487
488   /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
489      valid equivalence.  */
490   if (side_effects_p (memref))
491     return 0;
492
493   for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
494     {
495       if (! INSN_P (insn))
496         continue;
497
498       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
499         return 1;
500
501       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN && ! RTX_UNCHANGING_P (memref)
502           && ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
503         return 0;
504
505       note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
506
507       /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
508          auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
509          dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
510          the trouble.  */
511
512       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
513         if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
514              || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
515             && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == REG
516             && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
517           return 0;
518     }
519
520   return 0;
521 }
522
523 /* Returns zero if X is known to be invariant.  */
524
525 static int
526 equiv_init_varies_p (x)
527      rtx x;
528 {
529   register RTX_CODE code = GET_CODE (x);
530   register int i;
531   register const char *fmt;
532
533   switch (code)
534     {
535     case MEM:
536       return ! RTX_UNCHANGING_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
537
538     case QUEUED:
539       return 1;
540
541     case CONST:
542     case CONST_INT:
543     case CONST_DOUBLE:
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 PC:
664     case CC0:
665     case HIGH:
666     case LO_SUM:
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 PC:
714     case CC0:
715     case HIGH:
716     case LO_SUM:
717       return 0;
718
719     case REG:
720       return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
721               && memref_referenced_p (memref,
722                                       reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
723
724     case MEM:
725       if (true_dependence (memref, VOIDmode, x, rtx_varies_p))
726         return 1;
727       break;
728
729     case SET:
730       /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
731          other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
732       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) == MEM)
733         {
734           if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
735             return 1;
736         }
737       else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
738         return 1;
739
740       return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
741
742     default:
743       break;
744     }
745
746   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
747   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
748     switch (fmt[i])
749       {
750       case 'e':
751         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
752           return 1;
753         break;
754       case 'E':
755         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
756           if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
757             return 1;
758         break;
759       }
760
761   return 0;
762 }
763
764 /* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
765    that would be affected by a store to MEMREF.  */
766
767 static int
768 memref_used_between_p (memref, start, end)
769      rtx memref;
770      rtx start;
771      rtx end;
772 {
773   rtx insn;
774
775   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
776        insn = NEXT_INSN (insn))
777     if (INSN_P (insn) && memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
778       return 1;
779
780   return 0;
781 }
782 \f
783 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current function.  */
784 int
785 function_invariant_p (x)
786      rtx x;
787 {
788   if (CONSTANT_P (x))
789     return 1;
790   if (x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
791     return 1;
792   if (GET_CODE (x) == PLUS
793       && (XEXP (x, 0) == frame_pointer_rtx || XEXP (x, 0) == arg_pointer_rtx)
794       && CONSTANT_P (XEXP (x, 1)))
795     return 1;
796   return 0;
797 }
798
799 /* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
800    compilation (either because they can be referenced in memory or are set once
801    from a single constant).  Lower their priority for a register.
802
803    If such a register is only referenced once, try substituting its value
804    into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the register
805    completely.  */
806
807 static void
808 update_equiv_regs ()
809 {
810   rtx insn;
811   int block;
812   int loop_depth;
813   regset_head cleared_regs;
814   int clear_regnos = 0;
815
816   reg_equiv = (struct equivalence *) xcalloc (max_regno, sizeof *reg_equiv);
817   INIT_REG_SET (&cleared_regs);
818
819   init_alias_analysis ();
820
821   /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
822      in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
823      a register can be set below its use.  */
824   loop_depth = 0;
825   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
826     {
827       rtx note;
828       rtx set;
829       rtx dest, src;
830       int regno;
831
832       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
833         {
834           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
835             ++loop_depth;
836           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
837             {
838               if (! loop_depth)
839                 abort ();
840               --loop_depth;
841             }
842         }
843
844       if (! INSN_P (insn))
845         continue;
846
847       for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
848         if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
849           no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
850
851       set = single_set (insn);
852
853       /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
854          only mark all destinations as having no known equivalence.  */
855       if (set == 0)
856         {
857           note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
858           continue;
859         }
860       else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
861         {
862           int i;
863
864           for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
865             {
866               rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
867               if (part != set)
868                 note_stores (part, no_equiv, NULL);
869             }
870         }
871
872       dest = SET_DEST (set);
873       src = SET_SRC (set);
874
875       /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
876          in a single basic block, see if the register is always equivalent
877          to that memory location and if moving the store from INSN to the
878          insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
879          initializing insn.
880
881          Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
882          REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
883
884          If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
885          then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
886          optimization may move the set of this register immediately before
887          insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
888          the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
889          pseudo.  */
890       /* ????? This test isn't good enough; we might see a MEM with a use of
891          a pseudo register before we see its setting insn that will cause
892          reg_equiv[].replace for that pseudo to be set.
893          Equivalences to MEMs should be made in another pass, after the
894          reg_equiv[].replace information has been gathered.  */
895
896       if (GET_CODE (dest) == MEM && GET_CODE (src) == REG
897           && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
898           && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
899           && REG_N_SETS (regno) == 1
900           && reg_equiv[regno].init_insns != 0
901           && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
902           && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
903                               REG_EQUIV, NULL_RTX)
904           && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
905         {
906           rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
907           if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
908               && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn))
909             REG_NOTES (init_insn)
910               = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUIV, dest, REG_NOTES (init_insn));
911         }
912
913       /* We only handle the case of a pseudo register being set
914          once, or always to the same value.  */
915       /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
916          values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
917          to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
918          handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
919          calculate_needs, but we traditionally work around this problem
920          here by rejecting equivalences when the destination is in a register
921          that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
922          preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
923          or use it.  */
924
925       if (GET_CODE (dest) != REG
926           || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
927           || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
928           || (CLASS_LIKELY_SPILLED_P (reg_preferred_class (regno))
929               && GET_CODE (src) == MEM))
930         {
931           /* This might be seting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
932              also set somewhere else to a constant.  */
933           note_stores (set, no_equiv, NULL);
934           continue;
935         }
936
937       note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
938
939       /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
940          REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
941          there's no point creating it earlier than here.  */
942       if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
943         REG_NOTES (insn)
944           = note = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUAL, src, REG_NOTES (insn));
945
946       /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
947          since it represents a function call */
948       if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
949         note = NULL_RTX;
950
951       if (REG_N_SETS (regno) != 1
952           && (! note
953               || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
954               || (reg_equiv[regno].replacement
955                   && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
956                                     reg_equiv[regno].replacement))))
957         {
958           no_equiv (dest, set, NULL);
959           continue;
960         }
961       /* Record this insn as initializing this register.  */
962       reg_equiv[regno].init_insns
963         = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
964
965       /* If this register is known to be equal to a constant, record that
966          it is always equivalent to the constant.  */
967       if (note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
968         PUT_MODE (note, (enum machine_mode) REG_EQUIV);
969
970       /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
971          of that register.  Record this insn if the register is only used once
972          more and the equivalence value is the same as our source.
973
974          The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
975          indication that it may be more efficient to actually emit the insn
976          as written (if no registers are available, reload will substitute
977          the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
978          dying in this insn whose death notes would be missed.
979
980          If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
981          a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
982          MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
983          note.  */
984
985       note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
986
987       if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= 0
988           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
989           && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
990         REG_NOTES (insn) = note = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUIV, SET_SRC (set),
991                                                      REG_NOTES (insn));
992
993       if (note)
994         {
995           int regno = REGNO (dest);
996
997           /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
998              We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
999              pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
1000              indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
1001              jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
1002           if (GET_CODE (XEXP (note, 0)) == LABEL_REF
1003               || (GET_CODE (XEXP (note, 0)) == CONST
1004                   && GET_CODE (XEXP (XEXP (note, 0), 0)) == PLUS
1005                   && (GET_CODE (XEXP (XEXP (XEXP (note, 0), 0), 0))
1006                       == LABEL_REF)))
1007             recorded_label_ref = 1;
1008
1009           reg_equiv[regno].replacement = XEXP (note, 0);
1010           reg_equiv[regno].src = src;
1011           reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
1012
1013           /* Don't mess with things live during setjmp.  */
1014           if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
1015             {
1016               /* Note that the statement below does not affect the priority
1017                  in local-alloc!  */
1018               REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
1019
1020
1021               /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
1022                  set once and used once, indicate that the reference may be
1023                  replaced by the equivalence we computed above.  Do this
1024                  even if the register is only used in one block so that
1025                  dependencies can be handled where the last register is
1026                  used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
1027                  and to reduce the number of registers alive across calls.
1028
1029                  It would be nice to use "loop_depth * 2" in the compare
1030                  below.  Unfortunately, LOOP_DEPTH need not be constant within
1031                  a basic block so this would be too complicated.
1032
1033                  This case normally occurs when a parameter is read from
1034                  memory and then used exactly once, not in a loop.  */
1035
1036                 if (REG_N_REFS (regno) == 2
1037                     && (rtx_equal_p (XEXP (note, 0), src)
1038                         || ! equiv_init_varies_p (src))
1039                     && GET_CODE (insn) == INSN
1040                     && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
1041                   reg_equiv[regno].replace = 1;
1042             }
1043         }
1044     }
1045
1046   /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
1047      registers only used that once.  If so, see if we can replace the
1048      reference with the equivalent from.  If we can, delete the
1049      initializing reference and this register will go away.  If we
1050      can't replace the reference, and the initialzing reference is
1051      within the same loop (or in an inner loop), then move the register
1052      initialization just before the use, so that they are in the same
1053      basic block.
1054
1055      Skip this optimization if loop_depth isn't initially zero since
1056      that indicates a mismatch between loop begin and loop end notes
1057      (i.e. gcc.dg/noncompile/920721-2.c).  */
1058   block = n_basic_blocks - 1;
1059   for (insn = (loop_depth == 0) ? get_last_insn () : NULL_RTX;
1060        insn; insn = PREV_INSN (insn))
1061     {
1062       rtx link;
1063
1064       if (! INSN_P (insn))
1065         {
1066           if (GET_CODE (insn) == NOTE)
1067             {
1068               if (NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
1069                 block = NOTE_BASIC_BLOCK (insn)->index - 1;
1070               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1071                 {
1072                   if (! loop_depth)
1073                     abort ();
1074                   --loop_depth;
1075                 }
1076               else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1077                 ++loop_depth;
1078             }
1079
1080           continue;
1081         }
1082
1083       for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1084         {
1085           if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1086               /* Make sure this insn still refers to the register.  */
1087               && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
1088             {
1089               int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
1090               rtx equiv_insn;
1091
1092               if (! reg_equiv[regno].replace
1093                   || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth)
1094                 continue;
1095
1096               /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
1097                  REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
1098                  once and used once.  (If it were only set, but not used,
1099                  flow would have deleted the setting insns.)  Hence
1100                  there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
1101               if (reg_equiv[regno].init_insns == NULL_RTX
1102                   || XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1) != NULL_RTX)
1103                 abort ();
1104               equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
1105
1106               /* We may not move instructions that can throw, since
1107                  that changes basic block boundaries and we are not
1108                  prepared to adjust the CFG to match.  */
1109               if (can_throw_internal (equiv_insn))
1110                 continue;
1111
1112               if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
1113                   && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
1114                                            reg_equiv[regno].src, insn))
1115                 {
1116                   rtx equiv_link;
1117                   rtx last_link;
1118                   rtx note;
1119
1120                   /* Find the last note.  */
1121                   for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
1122                        last_link = XEXP (last_link, 1))
1123                     ;
1124
1125                   /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
1126                   equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
1127                   while (equiv_link)
1128                     {
1129                       note = equiv_link;
1130                       equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
1131                       if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
1132                         {
1133                           remove_note (equiv_insn, note);
1134                           XEXP (last_link, 1) = note;
1135                           XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
1136                           last_link = note;
1137                         }
1138                     }
1139
1140                   remove_death (regno, insn);
1141                   REG_N_REFS (regno) = 0;
1142                   REG_FREQ (regno) = 0;
1143                   PUT_CODE (equiv_insn, NOTE);
1144                   NOTE_LINE_NUMBER (equiv_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
1145                   NOTE_SOURCE_FILE (equiv_insn) = 0;
1146                   
1147                   reg_equiv[regno].init_insns
1148                     = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
1149                 }
1150               /* Move the initialization of the register to just before
1151                  INSN.  Update the flow information.  */
1152               else if (PREV_INSN (insn) != equiv_insn)
1153                 {
1154                   rtx new_insn;
1155
1156                   new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
1157                   REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
1158                   REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
1159
1160                   /* Make sure this insn is recognized before reload begins,
1161                      otherwise eliminate_regs_in_insn will abort.  */
1162                   INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
1163
1164                   PUT_CODE (equiv_insn, NOTE);
1165                   NOTE_LINE_NUMBER (equiv_insn) = NOTE_INSN_DELETED;
1166                   NOTE_SOURCE_FILE (equiv_insn) = 0;
1167
1168                   XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
1169
1170                   REG_BASIC_BLOCK (regno) = block >= 0 ? block : 0;
1171                   REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
1172                   REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
1173
1174                   if (block >= 0 && insn == BLOCK_HEAD (block))
1175                     BLOCK_HEAD (block) = PREV_INSN (insn);
1176
1177                   /* Remember to clear REGNO from all basic block's live
1178                      info.  */
1179                   SET_REGNO_REG_SET (&cleared_regs, regno);
1180                   clear_regnos++;
1181                 }
1182             }
1183         }
1184     }
1185
1186   /* Clear all dead REGNOs from all basic block's live info.  */
1187   if (clear_regnos)
1188     {
1189       int j, l;
1190       if (clear_regnos > 8)
1191         {
1192           for (l = 0; l < n_basic_blocks; l++)
1193             {
1194               AND_COMPL_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_start,
1195                                  &cleared_regs);
1196               AND_COMPL_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_end,
1197                                  &cleared_regs);
1198             }
1199         }
1200       else
1201         EXECUTE_IF_SET_IN_REG_SET (&cleared_regs, 0, j,
1202           {
1203             for (l = 0; l < n_basic_blocks; l++)
1204               {
1205                 CLEAR_REGNO_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_start, j);
1206                 CLEAR_REGNO_REG_SET (BASIC_BLOCK (l)->global_live_at_end, j);
1207               }
1208           });
1209     }
1210
1211   /* Clean up.  */
1212   end_alias_analysis ();
1213   CLEAR_REG_SET (&cleared_regs);
1214   free (reg_equiv);
1215 }
1216
1217 /* Mark REG as having no known equivalence.
1218    Some instructions might have been proceessed before and furnished
1219    with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
1220    removed.
1221    STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
1222    assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
1223    but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
1224 static void
1225 no_equiv (reg, store, data)
1226      rtx reg, store ATTRIBUTE_UNUSED;
1227      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1228 {
1229   int regno;
1230   rtx list;
1231
1232   if (GET_CODE (reg) != REG)
1233     return;
1234   regno = REGNO (reg);
1235   list = reg_equiv[regno].init_insns;
1236   if (list == const0_rtx)
1237     return;
1238   for (; list; list =  XEXP (list, 1))
1239     {
1240       rtx insn = XEXP (list, 0);
1241       remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
1242     }
1243   reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
1244   reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
1245 }
1246 \f
1247 /* Allocate hard regs to the pseudo regs used only within block number B.
1248    Only the pseudos that die but once can be handled.  */
1249
1250 static void
1251 block_alloc (b)
1252      int b;
1253 {
1254   register int i, q;
1255   register rtx insn;
1256   rtx note;
1257   int insn_number = 0;
1258   int insn_count = 0;
1259   int max_uid = get_max_uid ();
1260   int *qty_order;
1261   int no_conflict_combined_regno = -1;
1262
1263   /* Count the instructions in the basic block.  */
1264
1265   insn = BLOCK_END (b);
1266   while (1)
1267     {
1268       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1269         if (++insn_count > max_uid)
1270           abort ();
1271       if (insn == BLOCK_HEAD (b))
1272         break;
1273       insn = PREV_INSN (insn);
1274     }
1275
1276   /* +2 to leave room for a post_mark_life at the last insn and for
1277      the birth of a CLOBBER in the first insn.  */
1278   regs_live_at = (HARD_REG_SET *) xcalloc ((2 * insn_count + 2),
1279                                            sizeof (HARD_REG_SET));
1280
1281   /* Initialize table of hardware registers currently live.  */
1282
1283   REG_SET_TO_HARD_REG_SET (regs_live, BASIC_BLOCK (b)->global_live_at_start);
1284
1285   /* This loop scans the instructions of the basic block
1286      and assigns quantities to registers.
1287      It computes which registers to tie.  */
1288
1289   insn = BLOCK_HEAD (b);
1290   while (1)
1291     {
1292       if (GET_CODE (insn) != NOTE)
1293         insn_number++;
1294
1295       if (INSN_P (insn))
1296         {
1297           register rtx link, set;
1298           register int win = 0;
1299           register rtx r0, r1 = NULL_RTX;
1300           int combined_regno = -1;
1301           int i;
1302
1303           this_insn_number = insn_number;
1304           this_insn = insn;
1305
1306           extract_insn (insn);
1307           which_alternative = -1;
1308
1309           /* Is this insn suitable for tying two registers?
1310              If so, try doing that.
1311              Suitable insns are those with at least two operands and where
1312              operand 0 is an output that is a register that is not
1313              earlyclobber.
1314
1315              We can tie operand 0 with some operand that dies in this insn.
1316              First look for operands that are required to be in the same
1317              register as operand 0.  If we find such, only try tying that
1318              operand or one that can be put into that operand if the
1319              operation is commutative.  If we don't find an operand
1320              that is required to be in the same register as operand 0,
1321              we can tie with any operand.
1322
1323              Subregs in place of regs are also ok.
1324
1325              If tying is done, WIN is set nonzero.  */
1326
1327           if (optimize
1328               && recog_data.n_operands > 1
1329               && recog_data.constraints[0][0] == '='
1330               && recog_data.constraints[0][1] != '&')
1331             {
1332               /* If non-negative, is an operand that must match operand 0.  */
1333               int must_match_0 = -1;
1334               /* Counts number of alternatives that require a match with
1335                  operand 0.  */
1336               int n_matching_alts = 0;
1337
1338               for (i = 1; i < recog_data.n_operands; i++)
1339                 {
1340                   const char *p = recog_data.constraints[i];
1341                   int this_match = (requires_inout (p));
1342
1343                   n_matching_alts += this_match;
1344                   if (this_match == recog_data.n_alternatives)
1345                     must_match_0 = i;
1346                 }
1347
1348               r0 = recog_data.operand[0];
1349               for (i = 1; i < recog_data.n_operands; i++)
1350                 {
1351                   /* Skip this operand if we found an operand that
1352                      must match operand 0 and this operand isn't it
1353                      and can't be made to be it by commutativity.  */
1354
1355                   if (must_match_0 >= 0 && i != must_match_0
1356                       && ! (i == must_match_0 + 1
1357                             && recog_data.constraints[i-1][0] == '%')
1358                       && ! (i == must_match_0 - 1
1359                             && recog_data.constraints[i][0] == '%'))
1360                     continue;
1361
1362                   /* Likewise if each alternative has some operand that
1363                      must match operand zero.  In that case, skip any
1364                      operand that doesn't list operand 0 since we know that
1365                      the operand always conflicts with operand 0.  We
1366                      ignore commutatity in this case to keep things simple.  */
1367                   if (n_matching_alts == recog_data.n_alternatives
1368                       && 0 == requires_inout (recog_data.constraints[i]))
1369                     continue;
1370
1371                   r1 = recog_data.operand[i];
1372
1373                   /* If the operand is an address, find a register in it.
1374                      There may be more than one register, but we only try one
1375                      of them.  */
1376                   if (recog_data.constraints[i][0] == 'p')
1377                     while (GET_CODE (r1) == PLUS || GET_CODE (r1) == MULT)
1378                       r1 = XEXP (r1, 0);
1379
1380                   if (GET_CODE (r0) == REG || GET_CODE (r0) == SUBREG)
1381                     {
1382                       /* We have two priorities for hard register preferences.
1383                          If we have a move insn or an insn whose first input
1384                          can only be in the same register as the output, give
1385                          priority to an equivalence found from that insn.  */
1386                       int may_save_copy
1387                         = (r1 == recog_data.operand[i] && must_match_0 >= 0);
1388
1389                       if (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1390                         win = combine_regs (r1, r0, may_save_copy,
1391                                             insn_number, insn, 0);
1392                     }
1393                   if (win)
1394                     break;
1395                 }
1396             }
1397
1398           /* Recognize an insn sequence with an ultimate result
1399              which can safely overlap one of the inputs.
1400              The sequence begins with a CLOBBER of its result,
1401              and ends with an insn that copies the result to itself
1402              and has a REG_EQUAL note for an equivalent formula.
1403              That note indicates what the inputs are.
1404              The result and the input can overlap if each insn in
1405              the sequence either doesn't mention the input
1406              or has a REG_NO_CONFLICT note to inhibit the conflict.
1407
1408              We do the combining test at the CLOBBER so that the
1409              destination register won't have had a quantity number
1410              assigned, since that would prevent combining.  */
1411
1412           if (optimize
1413               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
1414               && (r0 = XEXP (PATTERN (insn), 0),
1415                   GET_CODE (r0) == REG)
1416               && (link = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)) != 0
1417               && XEXP (link, 0) != 0
1418               && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == INSN
1419               && (set = single_set (XEXP (link, 0))) != 0
1420               && SET_DEST (set) == r0 && SET_SRC (set) == r0
1421               && (note = find_reg_note (XEXP (link, 0), REG_EQUAL,
1422                                         NULL_RTX)) != 0)
1423             {
1424               if (r1 = XEXP (note, 0), GET_CODE (r1) == REG
1425                   /* Check that we have such a sequence.  */
1426                   && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1427                 win = combine_regs (r1, r0, 1, insn_number, insn, 1);
1428               else if (GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (XEXP (note, 0)))[0] == 'e'
1429                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 0),
1430                            GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG)
1431                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1432                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1433
1434               /* Here we care if the operation to be computed is
1435                  commutative.  */
1436               else if ((GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EQ
1437                         || GET_CODE (XEXP (note, 0)) == NE
1438                         || GET_RTX_CLASS (GET_CODE (XEXP (note, 0))) == 'c')
1439                        && (r1 = XEXP (XEXP (note, 0), 1),
1440                            (GET_CODE (r1) == REG || GET_CODE (r1) == SUBREG))
1441                        && no_conflict_p (insn, r0, r1))
1442                 win = combine_regs (r1, r0, 0, insn_number, insn, 1);
1443
1444               /* If we did combine something, show the register number
1445                  in question so that we know to ignore its death.  */
1446               if (win)
1447                 no_conflict_combined_regno = REGNO (r1);
1448             }
1449
1450           /* If registers were just tied, set COMBINED_REGNO
1451              to the number of the register used in this insn
1452              that was tied to the register set in this insn.
1453              This register's qty should not be "killed".  */
1454
1455           if (win)
1456             {
1457               while (GET_CODE (r1) == SUBREG)
1458                 r1 = SUBREG_REG (r1);
1459               combined_regno = REGNO (r1);
1460             }
1461
1462           /* Mark the death of everything that dies in this instruction,
1463              except for anything that was just combined.  */
1464
1465           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1466             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
1467                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG
1468                 && combined_regno != (int) REGNO (XEXP (link, 0))
1469                 && (no_conflict_combined_regno != (int) REGNO (XEXP (link, 0))
1470                     || ! find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT,
1471                                         XEXP (link, 0))))
1472               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 0);
1473
1474           /* Allocate qty numbers for all registers local to this block
1475              that are born (set) in this instruction.
1476              A pseudo that already has a qty is not changed.  */
1477
1478           note_stores (PATTERN (insn), reg_is_set, NULL);
1479
1480           /* If anything is set in this insn and then unused, mark it as dying
1481              after this insn, so it will conflict with our outputs.  This
1482              can't match with something that combined, and it doesn't matter
1483              if it did.  Do this after the calls to reg_is_set since these
1484              die after, not during, the current insn.  */
1485
1486           for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
1487             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_UNUSED
1488                 && GET_CODE (XEXP (link, 0)) == REG)
1489               wipe_dead_reg (XEXP (link, 0), 1);
1490
1491           /* If this is an insn that has a REG_RETVAL note pointing at a
1492              CLOBBER insn, we have reached the end of a REG_NO_CONFLICT
1493              block, so clear any register number that combined within it.  */
1494           if ((note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)) != 0
1495               && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == INSN
1496               && GET_CODE (PATTERN (XEXP (note, 0))) == CLOBBER)
1497             no_conflict_combined_regno = -1;
1498         }
1499
1500       /* Set the registers live after INSN_NUMBER.  Note that we never
1501          record the registers live before the block's first insn, since no
1502          pseudos we care about are live before that insn.  */
1503
1504       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number], regs_live);
1505       IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[2 * insn_number + 1], regs_live);
1506
1507       if (insn == BLOCK_END (b))
1508         break;
1509
1510       insn = NEXT_INSN (insn);
1511     }
1512
1513   /* Now every register that is local to this basic block
1514      should have been given a quantity, or else -1 meaning ignore it.
1515      Every quantity should have a known birth and death.
1516
1517      Order the qtys so we assign them registers in order of the
1518      number of suggested registers they need so we allocate those with
1519      the most restrictive needs first.  */
1520
1521   qty_order = (int *) xmalloc (next_qty * sizeof (int));
1522   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1523     qty_order[i] = i;
1524
1525 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1526   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1527
1528   switch (next_qty)
1529     {
1530     case 3:
1531       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1532       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1533         EXCHANGE (0, 1);
1534       if (qty_sugg_compare (1, 2) > 0)
1535         EXCHANGE (2, 1);
1536
1537       /* ... Fall through ...  */
1538     case 2:
1539       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1540       if (qty_sugg_compare (0, 1) > 0)
1541         EXCHANGE (0, 1);
1542
1543       /* ... Fall through ...  */
1544
1545     case 1:
1546     case 0:
1547       /* Nothing to do here.  */
1548       break;
1549
1550     default:
1551       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_sugg_compare_1);
1552     }
1553
1554   /* Try to put each quantity in a suggested physical register, if it has one.
1555      This may cause registers to be allocated that otherwise wouldn't be, but
1556      this seems acceptable in local allocation (unlike global allocation).  */
1557   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1558     {
1559       q = qty_order[i];
1560       if (qty_phys_num_sugg[q] != 0 || qty_phys_num_copy_sugg[q] != 0)
1561         qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class, qty[q].mode, q,
1562                                          0, 1, qty[q].birth, qty[q].death);
1563       else
1564         qty[q].phys_reg = -1;
1565     }
1566
1567   /* Order the qtys so we assign them registers in order of
1568      decreasing length of life.  Normally call qsort, but if we
1569      have only a very small number of quantities, sort them ourselves.  */
1570
1571   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1572     qty_order[i] = i;
1573
1574 #define EXCHANGE(I1, I2)  \
1575   { i = qty_order[I1]; qty_order[I1] = qty_order[I2]; qty_order[I2] = i; }
1576
1577   switch (next_qty)
1578     {
1579     case 3:
1580       /* Make qty_order[2] be the one to allocate last.  */
1581       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1582         EXCHANGE (0, 1);
1583       if (qty_compare (1, 2) > 0)
1584         EXCHANGE (2, 1);
1585
1586       /* ... Fall through ...  */
1587     case 2:
1588       /* Put the best one to allocate in qty_order[0].  */
1589       if (qty_compare (0, 1) > 0)
1590         EXCHANGE (0, 1);
1591
1592       /* ... Fall through ...  */
1593
1594     case 1:
1595     case 0:
1596       /* Nothing to do here.  */
1597       break;
1598
1599     default:
1600       qsort (qty_order, next_qty, sizeof (int), qty_compare_1);
1601     }
1602
1603   /* Now for each qty that is not a hardware register,
1604      look for a hardware register to put it in.
1605      First try the register class that is cheapest for this qty,
1606      if there is more than one class.  */
1607
1608   for (i = 0; i < next_qty; i++)
1609     {
1610       q = qty_order[i];
1611       if (qty[q].phys_reg < 0)
1612         {
1613 #ifdef INSN_SCHEDULING
1614           /* These values represent the adjusted lifetime of a qty so
1615              that it conflicts with qtys which appear near the start/end
1616              of this qty's lifetime.
1617
1618              The purpose behind extending the lifetime of this qty is to
1619              discourage the register allocator from creating false
1620              dependencies.
1621
1622              The adjustment value is choosen to indicate that this qty
1623              conflicts with all the qtys in the instructions immediately
1624              before and after the lifetime of this qty.
1625
1626              Experiments have shown that higher values tend to hurt
1627              overall code performance.
1628
1629              If allocation using the extended lifetime fails we will try
1630              again with the qty's unadjusted lifetime.  */
1631           int fake_birth = MAX (0, qty[q].birth - 2 + qty[q].birth % 2);
1632           int fake_death = MIN (insn_number * 2 + 1,
1633                                 qty[q].death + 2 - qty[q].death % 2);
1634 #endif
1635
1636           if (N_REG_CLASSES > 1)
1637             {
1638 #ifdef INSN_SCHEDULING
1639               /* We try to avoid using hard registers allocated to qtys which
1640                  are born immediately after this qty or die immediately before
1641                  this qty.
1642
1643                  This optimization is only appropriate when we will run
1644                  a scheduling pass after reload and we are not optimizing
1645                  for code size.  */
1646               if (flag_schedule_insns_after_reload
1647                   && !optimize_size
1648                   && !SMALL_REGISTER_CLASSES)
1649                 {
1650                   qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class,
1651                                                    qty[q].mode, q, 0, 0,
1652                                                    fake_birth, fake_death);
1653                   if (qty[q].phys_reg >= 0)
1654                     continue;
1655                 }
1656 #endif
1657               qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].min_class,
1658                                                qty[q].mode, q, 0, 0,
1659                                                qty[q].birth, qty[q].death);
1660               if (qty[q].phys_reg >= 0)
1661                 continue;
1662             }
1663
1664 #ifdef INSN_SCHEDULING
1665           /* Similarly, avoid false dependencies.  */
1666           if (flag_schedule_insns_after_reload
1667               && !optimize_size
1668               && !SMALL_REGISTER_CLASSES
1669               && qty[q].alternate_class != NO_REGS)
1670             qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].alternate_class,
1671                                              qty[q].mode, q, 0, 0,
1672                                              fake_birth, fake_death);
1673 #endif
1674           if (qty[q].alternate_class != NO_REGS)
1675             qty[q].phys_reg = find_free_reg (qty[q].alternate_class,
1676                                              qty[q].mode, q, 0, 0,
1677                                              qty[q].birth, qty[q].death);
1678         }
1679     }
1680
1681   /* Now propagate the register assignments
1682      to the pseudo regs belonging to the qtys.  */
1683
1684   for (q = 0; q < next_qty; q++)
1685     if (qty[q].phys_reg >= 0)
1686       {
1687         for (i = qty[q].first_reg; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1688           reg_renumber[i] = qty[q].phys_reg + reg_offset[i];
1689       }
1690
1691   /* Clean up.  */
1692   free (regs_live_at);
1693   free (qty_order);
1694 }
1695 \f
1696 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.
1697    We give shorter-lived quantities higher priority.
1698    Quantities with more references are also preferred, as are quantities that
1699    require multiple registers.  This is the identical prioritization as
1700    done by global-alloc.
1701
1702    We used to give preference to registers with *longer* lives, but using
1703    the same algorithm in both local- and global-alloc can speed up execution
1704    of some programs by as much as a factor of three!  */
1705
1706 /* Note that the quotient will never be bigger than
1707    the value of floor_log2 times the maximum number of
1708    times a register can occur in one insn (surely less than 100)
1709    weighted by frequency (max REG_FREQ_MAX).
1710    Multiplying this by 10000/REG_FREQ_MAX can't overflow.
1711    QTY_CMP_PRI is also used by qty_sugg_compare.  */
1712
1713 #define QTY_CMP_PRI(q)          \
1714   ((int) (((double) (floor_log2 (qty[q].n_refs) * qty[q].freq * qty[q].size) \
1715           / (qty[q].death - qty[q].birth)) * (10000 / REG_FREQ_MAX)))
1716
1717 static int
1718 qty_compare (q1, q2)
1719      int q1, q2;
1720 {
1721   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1722 }
1723
1724 static int
1725 qty_compare_1 (q1p, q2p)
1726      const PTR q1p;
1727      const PTR q2p;
1728 {
1729   register int q1 = *(const int *) q1p, q2 = *(const int *) q2p;
1730   register int tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1731
1732   if (tem != 0)
1733     return tem;
1734
1735   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1736      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1737   return q1 - q2;
1738 }
1739 \f
1740 /* Compare two quantities' priority for getting real registers.  This version
1741    is called for quantities that have suggested hard registers.  First priority
1742    goes to quantities that have copy preferences, then to those that have
1743    normal preferences.  Within those groups, quantities with the lower
1744    number of preferences have the highest priority.  Of those, we use the same
1745    algorithm as above.  */
1746
1747 #define QTY_CMP_SUGG(q)         \
1748   (qty_phys_num_copy_sugg[q]            \
1749     ? qty_phys_num_copy_sugg[q] \
1750     : qty_phys_num_sugg[q] * FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1751
1752 static int
1753 qty_sugg_compare (q1, q2)
1754      int q1, q2;
1755 {
1756   register int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1757
1758   if (tem != 0)
1759     return tem;
1760
1761   return QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1762 }
1763
1764 static int
1765 qty_sugg_compare_1 (q1p, q2p)
1766      const PTR q1p;
1767      const PTR q2p;
1768 {
1769   register int q1 = *(const int *) q1p, q2 = *(const int *) q2p;
1770   register int tem = QTY_CMP_SUGG (q1) - QTY_CMP_SUGG (q2);
1771
1772   if (tem != 0)
1773     return tem;
1774
1775   tem = QTY_CMP_PRI (q2) - QTY_CMP_PRI (q1);
1776   if (tem != 0)
1777     return tem;
1778
1779   /* If qtys are equally good, sort by qty number,
1780      so that the results of qsort leave nothing to chance.  */
1781   return q1 - q2;
1782 }
1783
1784 #undef QTY_CMP_SUGG
1785 #undef QTY_CMP_PRI
1786 \f
1787 /* Attempt to combine the two registers (rtx's) USEDREG and SETREG.
1788    Returns 1 if have done so, or 0 if cannot.
1789
1790    Combining registers means marking them as having the same quantity
1791    and adjusting the offsets within the quantity if either of
1792    them is a SUBREG).
1793
1794    We don't actually combine a hard reg with a pseudo; instead
1795    we just record the hard reg as the suggestion for the pseudo's quantity.
1796    If we really combined them, we could lose if the pseudo lives
1797    across an insn that clobbers the hard reg (eg, movstr).
1798
1799    ALREADY_DEAD is non-zero if USEDREG is known to be dead even though
1800    there is no REG_DEAD note on INSN.  This occurs during the processing
1801    of REG_NO_CONFLICT blocks.
1802
1803    MAY_SAVE_COPYCOPY is non-zero if this insn is simply copying USEDREG to
1804    SETREG or if the input and output must share a register.
1805    In that case, we record a hard reg suggestion in QTY_PHYS_COPY_SUGG.
1806
1807    There are elaborate checks for the validity of combining.  */
1808
1809 static int
1810 combine_regs (usedreg, setreg, may_save_copy, insn_number, insn, already_dead)
1811      rtx usedreg, setreg;
1812      int may_save_copy;
1813      int insn_number;
1814      rtx insn;
1815      int already_dead;
1816 {
1817   register int ureg, sreg;
1818   register int offset = 0;
1819   int usize, ssize;
1820   register int sqty;
1821
1822   /* Determine the numbers and sizes of registers being used.  If a subreg
1823      is present that does not change the entire register, don't consider
1824      this a copy insn.  */
1825
1826   while (GET_CODE (usedreg) == SUBREG)
1827     {
1828       if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (usedreg))) > UNITS_PER_WORD)
1829         may_save_copy = 0;
1830       if (REGNO (SUBREG_REG (usedreg)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1831         offset += subreg_regno_offset (REGNO (SUBREG_REG (usedreg)),
1832                                        GET_MODE (SUBREG_REG (usedreg)),
1833                                        SUBREG_BYTE (usedreg),
1834                                        GET_MODE (usedreg));
1835       else
1836         offset += (SUBREG_BYTE (usedreg)
1837                    / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)));
1838       usedreg = SUBREG_REG (usedreg);
1839     }
1840   if (GET_CODE (usedreg) != REG)
1841     return 0;
1842   ureg = REGNO (usedreg);
1843   if (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1844     usize = HARD_REGNO_NREGS (ureg, GET_MODE (usedreg));
1845   else
1846     usize = ((GET_MODE_SIZE (GET_MODE (usedreg))
1847               + (REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)) - 1))
1848              / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (usedreg)));
1849
1850   while (GET_CODE (setreg) == SUBREG)
1851     {
1852       if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (setreg))) > UNITS_PER_WORD)
1853         may_save_copy = 0;
1854       if (REGNO (SUBREG_REG (setreg)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1855         offset -= subreg_regno_offset (REGNO (SUBREG_REG (setreg)),
1856                                        GET_MODE (SUBREG_REG (setreg)),
1857                                        SUBREG_BYTE (setreg),
1858                                        GET_MODE (setreg));
1859       else
1860         offset -= (SUBREG_BYTE (setreg)
1861                    / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)));
1862       setreg = SUBREG_REG (setreg);
1863     }
1864   if (GET_CODE (setreg) != REG)
1865     return 0;
1866   sreg = REGNO (setreg);
1867   if (sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1868     ssize = HARD_REGNO_NREGS (sreg, GET_MODE (setreg));
1869   else
1870     ssize = ((GET_MODE_SIZE (GET_MODE (setreg))
1871               + (REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)) - 1))
1872              / REGMODE_NATURAL_SIZE (GET_MODE (setreg)));
1873
1874   /* If UREG is a pseudo-register that hasn't already been assigned a
1875      quantity number, it means that it is not local to this block or dies
1876      more than once.  In either event, we can't do anything with it.  */
1877   if ((ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[ureg] < 0)
1878       /* Do not combine registers unless one fits within the other.  */
1879       || (offset > 0 && usize + offset > ssize)
1880       || (offset < 0 && usize + offset < ssize)
1881       /* Do not combine with a smaller already-assigned object
1882          if that smaller object is already combined with something bigger.  */
1883       || (ssize > usize && ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1884           && usize < qty[reg_qty[ureg]].size)
1885       /* Can't combine if SREG is not a register we can allocate.  */
1886       || (sreg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER && reg_qty[sreg] == -1)
1887       /* Don't combine with a pseudo mentioned in a REG_NO_CONFLICT note.
1888          These have already been taken care of.  This probably wouldn't
1889          combine anyway, but don't take any chances.  */
1890       || (ureg >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1891           && find_reg_note (insn, REG_NO_CONFLICT, usedreg))
1892       /* Don't tie something to itself.  In most cases it would make no
1893          difference, but it would screw up if the reg being tied to itself
1894          also dies in this insn.  */
1895       || ureg == sreg
1896       /* Don't try to connect two different hardware registers.  */
1897       || (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER && sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1898       /* Don't connect two different machine modes if they have different
1899          implications as to which registers may be used.  */
1900       || !MODES_TIEABLE_P (GET_MODE (usedreg), GET_MODE (setreg)))
1901     return 0;
1902
1903   /* Now, if UREG is a hard reg and SREG is a pseudo, record the hard reg in
1904      qty_phys_sugg for the pseudo instead of tying them.
1905
1906      Return "failure" so that the lifespan of UREG is terminated here;
1907      that way the two lifespans will be disjoint and nothing will prevent
1908      the pseudo reg from being given this hard reg.  */
1909
1910   if (ureg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1911     {
1912       /* Allocate a quantity number so we have a place to put our
1913          suggestions.  */
1914       if (reg_qty[sreg] == -2)
1915         reg_is_born (setreg, 2 * insn_number);
1916
1917       if (reg_qty[sreg] >= 0)
1918         {
1919           if (may_save_copy
1920               && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1921             {
1922               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1923               qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1924             }
1925           else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg))
1926             {
1927               SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[sreg]], ureg);
1928               qty_phys_num_sugg[reg_qty[sreg]]++;
1929             }
1930         }
1931       return 0;
1932     }
1933
1934   /* Similarly for SREG a hard register and UREG a pseudo register.  */
1935
1936   if (sreg < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1937     {
1938       if (may_save_copy
1939           && ! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1940         {
1941           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_copy_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1942           qty_phys_num_copy_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1943         }
1944       else if (! TEST_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg))
1945         {
1946           SET_HARD_REG_BIT (qty_phys_sugg[reg_qty[ureg]], sreg);
1947           qty_phys_num_sugg[reg_qty[ureg]]++;
1948         }
1949       return 0;
1950     }
1951
1952   /* At this point we know that SREG and UREG are both pseudos.
1953      Do nothing if SREG already has a quantity or is a register that we
1954      don't allocate.  */
1955   if (reg_qty[sreg] >= -1
1956       /* If we are not going to let any regs live across calls,
1957          don't tie a call-crossing reg to a non-call-crossing reg.  */
1958       || (current_function_has_nonlocal_label
1959           && ((REG_N_CALLS_CROSSED (ureg) > 0)
1960               != (REG_N_CALLS_CROSSED (sreg) > 0))))
1961     return 0;
1962
1963   /* We don't already know about SREG, so tie it to UREG
1964      if this is the last use of UREG, provided the classes they want
1965      are compatible.  */
1966
1967   if ((already_dead || find_regno_note (insn, REG_DEAD, ureg))
1968       && reg_meets_class_p (sreg, qty[reg_qty[ureg]].min_class))
1969     {
1970       /* Add SREG to UREG's quantity.  */
1971       sqty = reg_qty[ureg];
1972       reg_qty[sreg] = sqty;
1973       reg_offset[sreg] = reg_offset[ureg] + offset;
1974       reg_next_in_qty[sreg] = qty[sqty].first_reg;
1975       qty[sqty].first_reg = sreg;
1976
1977       /* If SREG's reg class is smaller, set qty[SQTY].min_class.  */
1978       update_qty_class (sqty, sreg);
1979
1980       /* Update info about quantity SQTY.  */
1981       qty[sqty].n_calls_crossed += REG_N_CALLS_CROSSED (sreg);
1982       qty[sqty].n_refs += REG_N_REFS (sreg);
1983       qty[sqty].freq += REG_FREQ (sreg);
1984       if (usize < ssize)
1985         {
1986           register int i;
1987
1988           for (i = qty[sqty].first_reg; i >= 0; i = reg_next_in_qty[i])
1989             reg_offset[i] -= offset;
1990
1991           qty[sqty].size = ssize;
1992           qty[sqty].mode = GET_MODE (setreg);
1993         }
1994     }
1995   else
1996     return 0;
1997
1998   return 1;
1999 }
2000 \f
2001 /* Return 1 if the preferred class of REG allows it to be tied
2002    to a quantity or register whose class is CLASS.
2003    True if REG's reg class either contains or is contained in CLASS.  */
2004
2005 static int
2006 reg_meets_class_p (reg, class)
2007      int reg;
2008      enum reg_class class;
2009 {
2010   register enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
2011   return (reg_class_subset_p (rclass, class)
2012           || reg_class_subset_p (class, rclass));
2013 }
2014
2015 /* Update the class of QTYNO assuming that REG is being tied to it.  */
2016
2017 static void
2018 update_qty_class (qtyno, reg)
2019      int qtyno;
2020      int reg;
2021 {
2022   enum reg_class rclass = reg_preferred_class (reg);
2023   if (reg_class_subset_p (rclass, qty[qtyno].min_class))
2024     qty[qtyno].min_class = rclass;
2025
2026   rclass = reg_alternate_class (reg);
2027   if (reg_class_subset_p (rclass, qty[qtyno].alternate_class))
2028     qty[qtyno].alternate_class = rclass;
2029
2030   if (REG_CHANGES_MODE (reg))
2031     qty[qtyno].changes_mode = 1;
2032 }
2033 \f
2034 /* Handle something which alters the value of an rtx REG.
2035
2036    REG is whatever is set or clobbered.  SETTER is the rtx that
2037    is modifying the register.
2038
2039    If it is not really a register, we do nothing.
2040    The file-global variables `this_insn' and `this_insn_number'
2041    carry info from `block_alloc'.  */
2042
2043 static void
2044 reg_is_set (reg, setter, data)
2045      rtx reg;
2046      rtx setter;
2047      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
2048 {
2049   /* Note that note_stores will only pass us a SUBREG if it is a SUBREG of
2050      a hard register.  These may actually not exist any more.  */
2051
2052   if (GET_CODE (reg) != SUBREG
2053       && GET_CODE (reg) != REG)
2054     return;
2055
2056   /* Mark this register as being born.  If it is used in a CLOBBER, mark
2057      it as being born halfway between the previous insn and this insn so that
2058      it conflicts with our inputs but not the outputs of the previous insn.  */
2059
2060   reg_is_born (reg, 2 * this_insn_number - (GET_CODE (setter) == CLOBBER));
2061 }
2062 \f
2063 /* Handle beginning of the life of register REG.
2064    BIRTH is the index at which this is happening.  */
2065
2066 static void
2067 reg_is_born (reg, birth)
2068      rtx reg;
2069      int birth;
2070 {
2071   register int regno;
2072
2073   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
2074     {
2075       regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
2076       if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2077         regno = subreg_hard_regno (reg, 1);
2078     }
2079   else
2080     regno = REGNO (reg);
2081
2082   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2083     {
2084       mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1);
2085
2086       /* If the register was to have been born earlier that the present
2087          insn, mark it as live where it is actually born.  */
2088       if (birth < 2 * this_insn_number)
2089         post_mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1, birth, 2 * this_insn_number);
2090     }
2091   else
2092     {
2093       if (reg_qty[regno] == -2)
2094         alloc_qty (regno, GET_MODE (reg), PSEUDO_REGNO_SIZE (regno), birth);
2095
2096       /* If this register has a quantity number, show that it isn't dead.  */
2097       if (reg_qty[regno] >= 0)
2098         qty[reg_qty[regno]].death = -1;
2099     }
2100 }
2101
2102 /* Record the death of REG in the current insn.  If OUTPUT_P is non-zero,
2103    REG is an output that is dying (i.e., it is never used), otherwise it
2104    is an input (the normal case).
2105    If OUTPUT_P is 1, then we extend the life past the end of this insn.  */
2106
2107 static void
2108 wipe_dead_reg (reg, output_p)
2109      register rtx reg;
2110      int output_p;
2111 {
2112   register int regno = REGNO (reg);
2113
2114   /* If this insn has multiple results,
2115      and the dead reg is used in one of the results,
2116      extend its life to after this insn,
2117      so it won't get allocated together with any other result of this insn.
2118
2119      It is unsafe to use !single_set here since it will ignore an unused
2120      output.  Just because an output is unused does not mean the compiler
2121      can assume the side effect will not occur.   Consider if REG appears
2122      in the address of an output and we reload the output.  If we allocate
2123      REG to the same hard register as an unused output we could set the hard
2124      register before the output reload insn.  */
2125   if (GET_CODE (PATTERN (this_insn)) == PARALLEL
2126       && multiple_sets (this_insn))
2127     {
2128       int i;
2129       for (i = XVECLEN (PATTERN (this_insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2130         {
2131           rtx set = XVECEXP (PATTERN (this_insn), 0, i);
2132           if (GET_CODE (set) == SET
2133               && GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
2134               && !rtx_equal_p (reg, SET_DEST (set))
2135               && reg_overlap_mentioned_p (reg, SET_DEST (set)))
2136             output_p = 1;
2137         }
2138     }
2139
2140   /* If this register is used in an auto-increment address, then extend its
2141      life to after this insn, so that it won't get allocated together with
2142      the result of this insn.  */
2143   if (! output_p && find_regno_note (this_insn, REG_INC, regno))
2144     output_p = 1;
2145
2146   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2147     {
2148       mark_life (regno, GET_MODE (reg), 0);
2149
2150       /* If a hard register is dying as an output, mark it as in use at
2151          the beginning of this insn (the above statement would cause this
2152          not to happen).  */
2153       if (output_p)
2154         post_mark_life (regno, GET_MODE (reg), 1,
2155                         2 * this_insn_number, 2 * this_insn_number + 1);
2156     }
2157
2158   else if (reg_qty[regno] >= 0)
2159     qty[reg_qty[regno]].death = 2 * this_insn_number + output_p;
2160 }
2161 \f
2162 /* Find a block of SIZE words of hard regs in reg_class CLASS
2163    that can hold something of machine-mode MODE
2164      (but actually we test only the first of the block for holding MODE)
2165    and still free between insn BORN_INDEX and insn DEAD_INDEX,
2166    and return the number of the first of them.
2167    Return -1 if such a block cannot be found.
2168    If QTYNO crosses calls, insist on a register preserved by calls,
2169    unless ACCEPT_CALL_CLOBBERED is nonzero.
2170
2171    If JUST_TRY_SUGGESTED is non-zero, only try to see if the suggested
2172    register is available.  If not, return -1.  */
2173
2174 static int
2175 find_free_reg (class, mode, qtyno, accept_call_clobbered, just_try_suggested,
2176                born_index, dead_index)
2177      enum reg_class class;
2178      enum machine_mode mode;
2179      int qtyno;
2180      int accept_call_clobbered;
2181      int just_try_suggested;
2182      int born_index, dead_index;
2183 {
2184   register int i, ins;
2185 #ifdef HARD_REG_SET
2186   /* Declare it register if it's a scalar.  */
2187   register
2188 #endif
2189     HARD_REG_SET used, first_used;
2190 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2191   static struct {int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
2192 #endif
2193
2194   /* Validate our parameters.  */
2195   if (born_index < 0 || born_index > dead_index)
2196     abort ();
2197
2198   /* Don't let a pseudo live in a reg across a function call
2199      if we might get a nonlocal goto.  */
2200   if (current_function_has_nonlocal_label
2201       && qty[qtyno].n_calls_crossed > 0)
2202     return -1;
2203
2204   if (accept_call_clobbered)
2205     COPY_HARD_REG_SET (used, call_fixed_reg_set);
2206   else if (qty[qtyno].n_calls_crossed == 0)
2207     COPY_HARD_REG_SET (used, fixed_reg_set);
2208   else
2209     COPY_HARD_REG_SET (used, call_used_reg_set);
2210
2211   if (accept_call_clobbered)
2212     IOR_HARD_REG_SET (used, losing_caller_save_reg_set);
2213
2214   for (ins = born_index; ins < dead_index; ins++)
2215     IOR_HARD_REG_SET (used, regs_live_at[ins]);
2216
2217   IOR_COMPL_HARD_REG_SET (used, reg_class_contents[(int) class]);
2218
2219   /* Don't use the frame pointer reg in local-alloc even if
2220      we may omit the frame pointer, because if we do that and then we
2221      need a frame pointer, reload won't know how to move the pseudo
2222      to another hard reg.  It can move only regs made by global-alloc.
2223
2224      This is true of any register that can be eliminated.  */
2225 #ifdef ELIMINABLE_REGS
2226   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
2227     SET_HARD_REG_BIT (used, eliminables[i].from);
2228 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
2229   /* If FRAME_POINTER_REGNUM is not a real register, then protect the one
2230      that it might be eliminated into.  */
2231   SET_HARD_REG_BIT (used, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
2232 #endif
2233 #else
2234   SET_HARD_REG_BIT (used, FRAME_POINTER_REGNUM);
2235 #endif
2236
2237 #ifdef CLASS_CANNOT_CHANGE_MODE
2238   if (qty[qtyno].changes_mode)
2239     IOR_HARD_REG_SET (used,
2240                       reg_class_contents[(int) CLASS_CANNOT_CHANGE_MODE]);
2241 #endif
2242
2243   /* Normally, the registers that can be used for the first register in
2244      a multi-register quantity are the same as those that can be used for
2245      subsequent registers.  However, if just trying suggested registers,
2246      restrict our consideration to them.  If there are copy-suggested
2247      register, try them.  Otherwise, try the arithmetic-suggested
2248      registers.  */
2249   COPY_HARD_REG_SET (first_used, used);
2250
2251   if (just_try_suggested)
2252     {
2253       if (qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] != 0)
2254         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_copy_sugg[qtyno]);
2255       else
2256         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (first_used, qty_phys_sugg[qtyno]);
2257     }
2258
2259   /* If all registers are excluded, we can't do anything.  */
2260   GO_IF_HARD_REG_SUBSET (reg_class_contents[(int) ALL_REGS], first_used, fail);
2261
2262   /* If at least one would be suitable, test each hard reg.  */
2263
2264   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
2265     {
2266 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
2267       int regno = reg_alloc_order[i];
2268 #else
2269       int regno = i;
2270 #endif
2271       if (! TEST_HARD_REG_BIT (first_used, regno)
2272           && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
2273           && (qty[qtyno].n_calls_crossed == 0
2274               || accept_call_clobbered
2275               || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
2276         {
2277           register int j;
2278           register int size1 = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2279           for (j = 1; j < size1 && ! TEST_HARD_REG_BIT (used, regno + j); j++);
2280           if (j == size1)
2281             {
2282               /* Mark that this register is in use between its birth and death
2283                  insns.  */
2284               post_mark_life (regno, mode, 1, born_index, dead_index);
2285               return regno;
2286             }
2287 #ifndef REG_ALLOC_ORDER
2288           /* Skip starting points we know will lose.  */
2289           i += j;
2290 #endif
2291         }
2292     }
2293
2294  fail:
2295   /* If we are just trying suggested register, we have just tried copy-
2296      suggested registers, and there are arithmetic-suggested registers,
2297      try them.  */
2298
2299   /* If it would be profitable to allocate a call-clobbered register
2300      and save and restore it around calls, do that.  */
2301   if (just_try_suggested && qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] != 0
2302       && qty_phys_num_sugg[qtyno] != 0)
2303     {
2304       /* Don't try the copy-suggested regs again.  */
2305       qty_phys_num_copy_sugg[qtyno] = 0;
2306       return find_free_reg (class, mode, qtyno, accept_call_clobbered, 1,
2307                             born_index, dead_index);
2308     }
2309
2310   /* We need not check to see if the current function has nonlocal
2311      labels because we don't put any pseudos that are live over calls in
2312      registers in that case.  */
2313
2314   if (! accept_call_clobbered
2315       && flag_caller_saves
2316       && ! just_try_suggested
2317       && qty[qtyno].n_calls_crossed != 0
2318       && CALLER_SAVE_PROFITABLE (qty[qtyno].n_refs,
2319                                  qty[qtyno].n_calls_crossed))
2320     {
2321       i = find_free_reg (class, mode, qtyno, 1, 0, born_index, dead_index);
2322       if (i >= 0)
2323         caller_save_needed = 1;
2324       return i;
2325     }
2326   return -1;
2327 }
2328 \f
2329 /* Mark that REGNO with machine-mode MODE is live starting from the current
2330    insn (if LIFE is non-zero) or dead starting at the current insn (if LIFE
2331    is zero).  */
2332
2333 static void
2334 mark_life (regno, mode, life)
2335      register int regno;
2336      enum machine_mode mode;
2337      int life;
2338 {
2339   register int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2340   if (life)
2341     while (--j >= 0)
2342       SET_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2343   else
2344     while (--j >= 0)
2345       CLEAR_HARD_REG_BIT (regs_live, regno + j);
2346 }
2347
2348 /* Mark register number REGNO (with machine-mode MODE) as live (if LIFE
2349    is non-zero) or dead (if LIFE is zero) from insn number BIRTH (inclusive)
2350    to insn number DEATH (exclusive).  */
2351
2352 static void
2353 post_mark_life (regno, mode, life, birth, death)
2354      int regno;
2355      enum machine_mode mode;
2356      int life, birth, death;
2357 {
2358   register int j = HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
2359 #ifdef HARD_REG_SET
2360   /* Declare it register if it's a scalar.  */
2361   register
2362 #endif
2363     HARD_REG_SET this_reg;
2364
2365   CLEAR_HARD_REG_SET (this_reg);
2366   while (--j >= 0)
2367     SET_HARD_REG_BIT (this_reg, regno + j);
2368
2369   if (life)
2370     while (birth < death)
2371       {
2372         IOR_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2373         birth++;
2374       }
2375   else
2376     while (birth < death)
2377       {
2378         AND_COMPL_HARD_REG_SET (regs_live_at[birth], this_reg);
2379         birth++;
2380       }
2381 }
2382 \f
2383 /* INSN is the CLOBBER insn that starts a REG_NO_NOCONFLICT block, R0
2384    is the register being clobbered, and R1 is a register being used in
2385    the equivalent expression.
2386
2387    If R1 dies in the block and has a REG_NO_CONFLICT note on every insn
2388    in which it is used, return 1.
2389
2390    Otherwise, return 0.  */
2391
2392 static int
2393 no_conflict_p (insn, r0, r1)
2394      rtx insn, r0 ATTRIBUTE_UNUSED, r1;
2395 {
2396   int ok = 0;
2397   rtx note = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2398   rtx p, last;
2399
2400   /* If R1 is a hard register, return 0 since we handle this case
2401      when we scan the insns that actually use it.  */
2402
2403   if (note == 0
2404       || (GET_CODE (r1) == REG && REGNO (r1) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2405       || (GET_CODE (r1) == SUBREG && GET_CODE (SUBREG_REG (r1)) == REG
2406           && REGNO (SUBREG_REG (r1)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER))
2407     return 0;
2408
2409   last = XEXP (note, 0);
2410
2411   for (p = NEXT_INSN (insn); p && p != last; p = NEXT_INSN (p))
2412     if (INSN_P (p))
2413       {
2414         if (find_reg_note (p, REG_DEAD, r1))
2415           ok = 1;
2416
2417         /* There must be a REG_NO_CONFLICT note on every insn, otherwise
2418            some earlier optimization pass has inserted instructions into
2419            the sequence, and it is not safe to perform this optimization.
2420            Note that emit_no_conflict_block always ensures that this is
2421            true when these sequences are created.  */
2422         if (! find_reg_note (p, REG_NO_CONFLICT, r1))
2423           return 0;
2424       }
2425
2426   return ok;
2427 }
2428 \f
2429 /* Return the number of alternatives for which the constraint string P
2430    indicates that the operand must be equal to operand 0 and that no register
2431    is acceptable.  */
2432
2433 static int
2434 requires_inout (p)
2435      const char *p;
2436 {
2437   char c;
2438   int found_zero = 0;
2439   int reg_allowed = 0;
2440   int num_matching_alts = 0;
2441
2442   while ((c = *p++))
2443     switch (c)
2444       {
2445       case '=':  case '+':  case '?':
2446       case '#':  case '&':  case '!':
2447       case '*':  case '%':
2448       case '1':  case '2':  case '3':  case '4': case '5':
2449       case '6':  case '7':  case '8':  case '9':
2450       case 'm':  case '<':  case '>':  case 'V':  case 'o':
2451       case 'E':  case 'F':  case 'G':  case 'H':
2452       case 's':  case 'i':  case 'n':
2453       case 'I':  case 'J':  case 'K':  case 'L':
2454       case 'M':  case 'N':  case 'O':  case 'P':
2455       case 'X':
2456         /* These don't say anything we care about.  */
2457         break;
2458
2459       case ',':
2460         if (found_zero && ! reg_allowed)
2461           num_matching_alts++;
2462
2463         found_zero = reg_allowed = 0;
2464         break;
2465
2466       case '0':
2467         found_zero = 1;
2468         break;
2469
2470       default:
2471         if (REG_CLASS_FROM_LETTER (c) == NO_REGS)
2472           break;
2473         /* FALLTHRU */
2474       case 'p':
2475       case 'g': case 'r':
2476         reg_allowed = 1;
2477         break;
2478       }
2479
2480   if (found_zero && ! reg_allowed)
2481     num_matching_alts++;
2482
2483   return num_matching_alts;
2484 }
2485 \f
2486 void
2487 dump_local_alloc (file)
2488      FILE *file;
2489 {
2490   register int i;
2491   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
2492     if (reg_renumber[i] != -1)
2493       fprintf (file, ";; Register %d in %d.\n", i, reg_renumber[i]);
2494 }