OSDN Git Service

PR testsuite/37241
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / reg-stack.c
1 /* Register to Stack convert for GNU compiler.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6    This file is part of GCC.
7
8    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
9    under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
11    any later version.
12
13    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
14    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
15    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
16    License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20    <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* This pass converts stack-like registers from the "flat register
23    file" model that gcc uses, to a stack convention that the 387 uses.
24
25    * The form of the input:
26
27    On input, the function consists of insn that have had their
28    registers fully allocated to a set of "virtual" registers.  Note that
29    the word "virtual" is used differently here than elsewhere in gcc: for
30    each virtual stack reg, there is a hard reg, but the mapping between
31    them is not known until this pass is run.  On output, hard register
32    numbers have been substituted, and various pop and exchange insns have
33    been emitted.  The hard register numbers and the virtual register
34    numbers completely overlap - before this pass, all stack register
35    numbers are virtual, and afterward they are all hard.
36
37    The virtual registers can be manipulated normally by gcc, and their
38    semantics are the same as for normal registers.  After the hard
39    register numbers are substituted, the semantics of an insn containing
40    stack-like regs are not the same as for an insn with normal regs: for
41    instance, it is not safe to delete an insn that appears to be a no-op
42    move.  In general, no insn containing hard regs should be changed
43    after this pass is done.
44
45    * The form of the output:
46
47    After this pass, hard register numbers represent the distance from
48    the current top of stack to the desired register.  A reference to
49    FIRST_STACK_REG references the top of stack, FIRST_STACK_REG + 1,
50    represents the register just below that, and so forth.  Also, REG_DEAD
51    notes indicate whether or not a stack register should be popped.
52
53    A "swap" insn looks like a parallel of two patterns, where each
54    pattern is a SET: one sets A to B, the other B to A.
55
56    A "push" or "load" insn is a SET whose SET_DEST is FIRST_STACK_REG
57    and whose SET_DEST is REG or MEM.  Any other SET_DEST, such as PLUS,
58    will replace the existing stack top, not push a new value.
59
60    A store insn is a SET whose SET_DEST is FIRST_STACK_REG, and whose
61    SET_SRC is REG or MEM.
62
63    The case where the SET_SRC and SET_DEST are both FIRST_STACK_REG
64    appears ambiguous.  As a special case, the presence of a REG_DEAD note
65    for FIRST_STACK_REG differentiates between a load insn and a pop.
66
67    If a REG_DEAD is present, the insn represents a "pop" that discards
68    the top of the register stack.  If there is no REG_DEAD note, then the
69    insn represents a "dup" or a push of the current top of stack onto the
70    stack.
71
72    * Methodology:
73
74    Existing REG_DEAD and REG_UNUSED notes for stack registers are
75    deleted and recreated from scratch.  REG_DEAD is never created for a
76    SET_DEST, only REG_UNUSED.
77
78    * asm_operands:
79
80    There are several rules on the usage of stack-like regs in
81    asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
82    stack-like regs:
83
84    1. Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
85       necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
86       which must be explicitly popped by gcc.
87
88         An input reg that is implicitly popped by the asm must be
89         explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
90         output operand.
91
92    2. For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
93       necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
94       If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
95       the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
96       stack looked like - it's not clear how the rest of the stack "slides
97       up".
98
99         All implicitly popped input regs must be closer to the top of
100         the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
101
102    3. It is possible that if an input dies in an insn, reload might
103       use the input reg for an output reload.  Consider this example:
104
105                 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
106
107       This asm says that input B is not popped by the asm, and that
108       the asm pushes a result onto the reg-stack, i.e., the stack is one
109       deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
110       reload will think that it can use the same reg for both the input and
111       the output, if input B dies in this insn.
112
113         If any input operand uses the "f" constraint, all output reg
114         constraints must use the "&" earlyclobber.
115
116       The asm above would be written as
117
118                 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
119
120    4. Some operands need to be in particular places on the stack.  All
121       output operands fall in this category - there is no other way to
122       know which regs the outputs appear in unless the user indicates
123       this in the constraints.
124
125         Output operands must specifically indicate which reg an output
126         appears in after an asm.  "=f" is not allowed: the operand
127         constraints must select a class with a single reg.
128
129    5. Output operands may not be "inserted" between existing stack regs.
130       Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
131       are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
132       It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
133
134         Output operands must start at the top of the reg-stack: output
135         operands may not "skip" a reg.
136
137    6. Some asm statements may need extra stack space for internal
138       calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
139       unrelated to the inputs and outputs.
140
141    Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
142    takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
143
144         asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
145
146    This asm takes two inputs, which are popped by the fyl2xp1 opcode,
147    and replaces them with one output.  The user must code the "st(1)"
148    clobber for reg-stack.c to know that fyl2xp1 pops both inputs.
149
150         asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
151
152 */
153 \f
154 #include "config.h"
155 #include "system.h"
156 #include "coretypes.h"
157 #include "tm.h"
158 #include "tree.h"
159 #include "rtl.h"
160 #include "tm_p.h"
161 #include "function.h"
162 #include "insn-config.h"
163 #include "regs.h"
164 #include "hard-reg-set.h"
165 #include "flags.h"
166 #include "toplev.h"
167 #include "recog.h"
168 #include "output.h"
169 #include "basic-block.h"
170 #include "cfglayout.h"
171 #include "varray.h"
172 #include "reload.h"
173 #include "ggc.h"
174 #include "timevar.h"
175 #include "tree-pass.h"
176 #include "target.h"
177 #include "df.h"
178 #include "vecprim.h"
179
180 #ifdef STACK_REGS
181
182 /* We use this array to cache info about insns, because otherwise we
183    spend too much time in stack_regs_mentioned_p.
184
185    Indexed by insn UIDs.  A value of zero is uninitialized, one indicates
186    the insn uses stack registers, two indicates the insn does not use
187    stack registers.  */
188 static VEC(char,heap) *stack_regs_mentioned_data;
189
190 #define REG_STACK_SIZE (LAST_STACK_REG - FIRST_STACK_REG + 1)
191
192 int regstack_completed = 0;
193
194 /* This is the basic stack record.  TOP is an index into REG[] such
195    that REG[TOP] is the top of stack.  If TOP is -1 the stack is empty.
196
197    If TOP is -2, REG[] is not yet initialized.  Stack initialization
198    consists of placing each live reg in array `reg' and setting `top'
199    appropriately.
200
201    REG_SET indicates which registers are live.  */
202
203 typedef struct stack_def
204 {
205   int top;                      /* index to top stack element */
206   HARD_REG_SET reg_set;         /* set of live registers */
207   unsigned char reg[REG_STACK_SIZE];/* register - stack mapping */
208 } *stack;
209
210 /* This is used to carry information about basic blocks.  It is
211    attached to the AUX field of the standard CFG block.  */
212
213 typedef struct block_info_def
214 {
215   struct stack_def stack_in;    /* Input stack configuration.  */
216   struct stack_def stack_out;   /* Output stack configuration.  */
217   HARD_REG_SET out_reg_set;     /* Stack regs live on output.  */
218   int done;                     /* True if block already converted.  */
219   int predecessors;             /* Number of predecessors that need
220                                    to be visited.  */
221 } *block_info;
222
223 #define BLOCK_INFO(B)   ((block_info) (B)->aux)
224
225 /* Passed to change_stack to indicate where to emit insns.  */
226 enum emit_where
227 {
228   EMIT_AFTER,
229   EMIT_BEFORE
230 };
231
232 /* The block we're currently working on.  */
233 static basic_block current_block;
234
235 /* In the current_block, whether we're processing the first register
236    stack or call instruction, i.e. the regstack is currently the
237    same as BLOCK_INFO(current_block)->stack_in.  */
238 static bool starting_stack_p;
239
240 /* This is the register file for all register after conversion.  */
241 static rtx
242   FP_mode_reg[LAST_STACK_REG+1-FIRST_STACK_REG][(int) MAX_MACHINE_MODE];
243
244 #define FP_MODE_REG(regno,mode) \
245   (FP_mode_reg[(regno)-FIRST_STACK_REG][(int) (mode)])
246
247 /* Used to initialize uninitialized registers.  */
248 static rtx not_a_num;
249
250 /* Forward declarations */
251
252 static int stack_regs_mentioned_p (const_rtx pat);
253 static void pop_stack (stack, int);
254 static rtx *get_true_reg (rtx *);
255
256 static int check_asm_stack_operands (rtx);
257 static int get_asm_operand_n_inputs (rtx);
258 static rtx stack_result (tree);
259 static void replace_reg (rtx *, int);
260 static void remove_regno_note (rtx, enum reg_note, unsigned int);
261 static int get_hard_regnum (stack, rtx);
262 static rtx emit_pop_insn (rtx, stack, rtx, enum emit_where);
263 static void swap_to_top(rtx, stack, rtx, rtx);
264 static bool move_for_stack_reg (rtx, stack, rtx);
265 static bool move_nan_for_stack_reg (rtx, stack, rtx);
266 static int swap_rtx_condition_1 (rtx);
267 static int swap_rtx_condition (rtx);
268 static void compare_for_stack_reg (rtx, stack, rtx);
269 static bool subst_stack_regs_pat (rtx, stack, rtx);
270 static void subst_asm_stack_regs (rtx, stack);
271 static bool subst_stack_regs (rtx, stack);
272 static void change_stack (rtx, stack, stack, enum emit_where);
273 static void print_stack (FILE *, stack);
274 static rtx next_flags_user (rtx);
275 \f
276 /* Return nonzero if any stack register is mentioned somewhere within PAT.  */
277
278 static int
279 stack_regs_mentioned_p (const_rtx pat)
280 {
281   const char *fmt;
282   int i;
283
284   if (STACK_REG_P (pat))
285     return 1;
286
287   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (pat));
288   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (pat)) - 1; i >= 0; i--)
289     {
290       if (fmt[i] == 'E')
291         {
292           int j;
293
294           for (j = XVECLEN (pat, i) - 1; j >= 0; j--)
295             if (stack_regs_mentioned_p (XVECEXP (pat, i, j)))
296               return 1;
297         }
298       else if (fmt[i] == 'e' && stack_regs_mentioned_p (XEXP (pat, i)))
299         return 1;
300     }
301
302   return 0;
303 }
304
305 /* Return nonzero if INSN mentions stacked registers, else return zero.  */
306
307 int
308 stack_regs_mentioned (const_rtx insn)
309 {
310   unsigned int uid, max;
311   int test;
312
313   if (! INSN_P (insn) || !stack_regs_mentioned_data)
314     return 0;
315
316   uid = INSN_UID (insn);
317   max = VEC_length (char, stack_regs_mentioned_data);
318   if (uid >= max)
319     {
320       /* Allocate some extra size to avoid too many reallocs, but
321          do not grow too quickly.  */
322       max = uid + uid / 20 + 1;
323       VEC_safe_grow_cleared (char, heap, stack_regs_mentioned_data, max);
324     }
325
326   test = VEC_index (char, stack_regs_mentioned_data, uid);
327   if (test == 0)
328     {
329       /* This insn has yet to be examined.  Do so now.  */
330       test = stack_regs_mentioned_p (PATTERN (insn)) ? 1 : 2;
331       VEC_replace (char, stack_regs_mentioned_data, uid, test);
332     }
333
334   return test == 1;
335 }
336 \f
337 static rtx ix86_flags_rtx;
338
339 static rtx
340 next_flags_user (rtx insn)
341 {
342   /* Search forward looking for the first use of this value.
343      Stop at block boundaries.  */
344
345   while (insn != BB_END (current_block))
346     {
347       insn = NEXT_INSN (insn);
348
349       if (INSN_P (insn) && reg_mentioned_p (ix86_flags_rtx, PATTERN (insn)))
350         return insn;
351
352       if (CALL_P (insn))
353         return NULL_RTX;
354     }
355   return NULL_RTX;
356 }
357 \f
358 /* Reorganize the stack into ascending numbers, before this insn.  */
359
360 static void
361 straighten_stack (rtx insn, stack regstack)
362 {
363   struct stack_def temp_stack;
364   int top;
365
366   /* If there is only a single register on the stack, then the stack is
367      already in increasing order and no reorganization is needed.
368
369      Similarly if the stack is empty.  */
370   if (regstack->top <= 0)
371     return;
372
373   COPY_HARD_REG_SET (temp_stack.reg_set, regstack->reg_set);
374
375   for (top = temp_stack.top = regstack->top; top >= 0; top--)
376     temp_stack.reg[top] = FIRST_STACK_REG + temp_stack.top - top;
377
378   change_stack (insn, regstack, &temp_stack, EMIT_BEFORE);
379 }
380
381 /* Pop a register from the stack.  */
382
383 static void
384 pop_stack (stack regstack, int regno)
385 {
386   int top = regstack->top;
387
388   CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, regno);
389   regstack->top--;
390   /* If regno was not at the top of stack then adjust stack.  */
391   if (regstack->reg [top] != regno)
392     {
393       int i;
394       for (i = regstack->top; i >= 0; i--)
395         if (regstack->reg [i] == regno)
396           {
397             int j;
398             for (j = i; j < top; j++)
399               regstack->reg [j] = regstack->reg [j + 1];
400             break;
401           }
402     }
403 }
404 \f
405 /* Return a pointer to the REG expression within PAT.  If PAT is not a
406    REG, possible enclosed by a conversion rtx, return the inner part of
407    PAT that stopped the search.  */
408
409 static rtx *
410 get_true_reg (rtx *pat)
411 {
412   for (;;)
413     switch (GET_CODE (*pat))
414       {
415       case SUBREG:
416         /* Eliminate FP subregister accesses in favor of the
417            actual FP register in use.  */
418         {
419           rtx subreg;
420           if (FP_REG_P (subreg = SUBREG_REG (*pat)))
421             {
422               int regno_off = subreg_regno_offset (REGNO (subreg),
423                                                    GET_MODE (subreg),
424                                                    SUBREG_BYTE (*pat),
425                                                    GET_MODE (*pat));
426               *pat = FP_MODE_REG (REGNO (subreg) + regno_off,
427                                   GET_MODE (subreg));
428               return pat;
429             }
430         }
431       case FLOAT:
432       case FIX:
433       case FLOAT_EXTEND:
434         pat = & XEXP (*pat, 0);
435         break;
436
437       case UNSPEC:
438         if (XINT (*pat, 1) == UNSPEC_TRUNC_NOOP)
439           pat = & XVECEXP (*pat, 0, 0);
440         return pat;
441
442       case FLOAT_TRUNCATE:
443         if (!flag_unsafe_math_optimizations)
444           return pat;
445         pat = & XEXP (*pat, 0);
446         break;
447
448       default:
449         return pat;
450       }
451 }
452 \f
453 /* Set if we find any malformed asms in a block.  */
454 static bool any_malformed_asm;
455
456 /* There are many rules that an asm statement for stack-like regs must
457    follow.  Those rules are explained at the top of this file: the rule
458    numbers below refer to that explanation.  */
459
460 static int
461 check_asm_stack_operands (rtx insn)
462 {
463   int i;
464   int n_clobbers;
465   int malformed_asm = 0;
466   rtx body = PATTERN (insn);
467
468   char reg_used_as_output[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
469   char implicitly_dies[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
470   int alt;
471
472   rtx *clobber_reg = 0;
473   int n_inputs, n_outputs;
474
475   /* Find out what the constraints require.  If no constraint
476      alternative matches, this asm is malformed.  */
477   extract_insn (insn);
478   constrain_operands (1);
479   alt = which_alternative;
480
481   preprocess_constraints ();
482
483   n_inputs = get_asm_operand_n_inputs (body);
484   n_outputs = recog_data.n_operands - n_inputs;
485
486   if (alt < 0)
487     {
488       malformed_asm = 1;
489       /* Avoid further trouble with this insn.  */
490       PATTERN (insn) = gen_rtx_USE (VOIDmode, const0_rtx);
491       return 0;
492     }
493
494   /* Strip SUBREGs here to make the following code simpler.  */
495   for (i = 0; i < recog_data.n_operands; i++)
496     if (GET_CODE (recog_data.operand[i]) == SUBREG
497         && REG_P (SUBREG_REG (recog_data.operand[i])))
498       recog_data.operand[i] = SUBREG_REG (recog_data.operand[i]);
499
500   /* Set up CLOBBER_REG.  */
501
502   n_clobbers = 0;
503
504   if (GET_CODE (body) == PARALLEL)
505     {
506       clobber_reg = XALLOCAVEC (rtx, XVECLEN (body, 0));
507
508       for (i = 0; i < XVECLEN (body, 0); i++)
509         if (GET_CODE (XVECEXP (body, 0, i)) == CLOBBER)
510           {
511             rtx clobber = XVECEXP (body, 0, i);
512             rtx reg = XEXP (clobber, 0);
513
514             if (GET_CODE (reg) == SUBREG && REG_P (SUBREG_REG (reg)))
515               reg = SUBREG_REG (reg);
516
517             if (STACK_REG_P (reg))
518               {
519                 clobber_reg[n_clobbers] = reg;
520                 n_clobbers++;
521               }
522           }
523     }
524
525   /* Enforce rule #4: Output operands must specifically indicate which
526      reg an output appears in after an asm.  "=f" is not allowed: the
527      operand constraints must select a class with a single reg.
528
529      Also enforce rule #5: Output operands must start at the top of
530      the reg-stack: output operands may not "skip" a reg.  */
531
532   memset (reg_used_as_output, 0, sizeof (reg_used_as_output));
533   for (i = 0; i < n_outputs; i++)
534     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
535       {
536         if (reg_class_size[(int) recog_op_alt[i][alt].cl] != 1)
537           {
538             error_for_asm (insn, "output constraint %d must specify a single register", i);
539             malformed_asm = 1;
540           }
541         else
542           {
543             int j;
544
545             for (j = 0; j < n_clobbers; j++)
546               if (REGNO (recog_data.operand[i]) == REGNO (clobber_reg[j]))
547                 {
548                   error_for_asm (insn, "output constraint %d cannot be specified together with \"%s\" clobber",
549                                  i, reg_names [REGNO (clobber_reg[j])]);
550                   malformed_asm = 1;
551                   break;
552                 }
553             if (j == n_clobbers)
554               reg_used_as_output[REGNO (recog_data.operand[i])] = 1;
555           }
556       }
557
558
559   /* Search for first non-popped reg.  */
560   for (i = FIRST_STACK_REG; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
561     if (! reg_used_as_output[i])
562       break;
563
564   /* If there are any other popped regs, that's an error.  */
565   for (; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
566     if (reg_used_as_output[i])
567       break;
568
569   if (i != LAST_STACK_REG + 1)
570     {
571       error_for_asm (insn, "output regs must be grouped at top of stack");
572       malformed_asm = 1;
573     }
574
575   /* Enforce rule #2: All implicitly popped input regs must be closer
576      to the top of the reg-stack than any input that is not implicitly
577      popped.  */
578
579   memset (implicitly_dies, 0, sizeof (implicitly_dies));
580   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
581     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
582       {
583         /* An input reg is implicitly popped if it is tied to an
584            output, or if there is a CLOBBER for it.  */
585         int j;
586
587         for (j = 0; j < n_clobbers; j++)
588           if (operands_match_p (clobber_reg[j], recog_data.operand[i]))
589             break;
590
591         if (j < n_clobbers || recog_op_alt[i][alt].matches >= 0)
592           implicitly_dies[REGNO (recog_data.operand[i])] = 1;
593       }
594
595   /* Search for first non-popped reg.  */
596   for (i = FIRST_STACK_REG; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
597     if (! implicitly_dies[i])
598       break;
599
600   /* If there are any other popped regs, that's an error.  */
601   for (; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
602     if (implicitly_dies[i])
603       break;
604
605   if (i != LAST_STACK_REG + 1)
606     {
607       error_for_asm (insn,
608                      "implicitly popped regs must be grouped at top of stack");
609       malformed_asm = 1;
610     }
611
612   /* Enforce rule #3: If any input operand uses the "f" constraint, all
613      output constraints must use the "&" earlyclobber.
614
615      ??? Detect this more deterministically by having constrain_asm_operands
616      record any earlyclobber.  */
617
618   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
619     if (recog_op_alt[i][alt].matches == -1)
620       {
621         int j;
622
623         for (j = 0; j < n_outputs; j++)
624           if (operands_match_p (recog_data.operand[j], recog_data.operand[i]))
625             {
626               error_for_asm (insn,
627                              "output operand %d must use %<&%> constraint", j);
628               malformed_asm = 1;
629             }
630       }
631
632   if (malformed_asm)
633     {
634       /* Avoid further trouble with this insn.  */
635       PATTERN (insn) = gen_rtx_USE (VOIDmode, const0_rtx);
636       any_malformed_asm = true;
637       return 0;
638     }
639
640   return 1;
641 }
642 \f
643 /* Calculate the number of inputs and outputs in BODY, an
644    asm_operands.  N_OPERANDS is the total number of operands, and
645    N_INPUTS and N_OUTPUTS are pointers to ints into which the results are
646    placed.  */
647
648 static int
649 get_asm_operand_n_inputs (rtx body)
650 {
651   switch (GET_CODE (body))
652     {
653     case SET:
654       gcc_assert (GET_CODE (SET_SRC (body)) == ASM_OPERANDS);
655       return ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (SET_SRC (body));
656       
657     case ASM_OPERANDS:
658       return ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (body);
659       
660     case PARALLEL:
661       return get_asm_operand_n_inputs (XVECEXP (body, 0, 0));
662       
663     default:
664       gcc_unreachable ();
665     }
666 }
667
668 /* If current function returns its result in an fp stack register,
669    return the REG.  Otherwise, return 0.  */
670
671 static rtx
672 stack_result (tree decl)
673 {
674   rtx result;
675
676   /* If the value is supposed to be returned in memory, then clearly
677      it is not returned in a stack register.  */
678   if (aggregate_value_p (DECL_RESULT (decl), decl))
679     return 0;
680
681   result = DECL_RTL_IF_SET (DECL_RESULT (decl));
682   if (result != 0)
683     result = targetm.calls.function_value (TREE_TYPE (DECL_RESULT (decl)),
684                                            decl, true);
685
686   return result != 0 && STACK_REG_P (result) ? result : 0;
687 }
688 \f
689
690 /*
691  * This section deals with stack register substitution, and forms the second
692  * pass over the RTL.
693  */
694
695 /* Replace REG, which is a pointer to a stack reg RTX, with an RTX for
696    the desired hard REGNO.  */
697
698 static void
699 replace_reg (rtx *reg, int regno)
700 {
701   gcc_assert (IN_RANGE (regno, FIRST_STACK_REG, LAST_STACK_REG));
702   gcc_assert (STACK_REG_P (*reg));
703
704   gcc_assert (SCALAR_FLOAT_MODE_P (GET_MODE (*reg))
705               || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (*reg)) == MODE_COMPLEX_FLOAT);
706
707   *reg = FP_MODE_REG (regno, GET_MODE (*reg));
708 }
709
710 /* Remove a note of type NOTE, which must be found, for register
711    number REGNO from INSN.  Remove only one such note.  */
712
713 static void
714 remove_regno_note (rtx insn, enum reg_note note, unsigned int regno)
715 {
716   rtx *note_link, this_rtx;
717
718   note_link = &REG_NOTES (insn);
719   for (this_rtx = *note_link; this_rtx; this_rtx = XEXP (this_rtx, 1))
720     if (REG_NOTE_KIND (this_rtx) == note
721         && REG_P (XEXP (this_rtx, 0)) && REGNO (XEXP (this_rtx, 0)) == regno)
722       {
723         *note_link = XEXP (this_rtx, 1);
724         return;
725       }
726     else
727       note_link = &XEXP (this_rtx, 1);
728
729   gcc_unreachable ();
730 }
731
732 /* Find the hard register number of virtual register REG in REGSTACK.
733    The hard register number is relative to the top of the stack.  -1 is
734    returned if the register is not found.  */
735
736 static int
737 get_hard_regnum (stack regstack, rtx reg)
738 {
739   int i;
740
741   gcc_assert (STACK_REG_P (reg));
742
743   for (i = regstack->top; i >= 0; i--)
744     if (regstack->reg[i] == REGNO (reg))
745       break;
746
747   return i >= 0 ? (FIRST_STACK_REG + regstack->top - i) : -1;
748 }
749 \f
750 /* Emit an insn to pop virtual register REG before or after INSN.
751    REGSTACK is the stack state after INSN and is updated to reflect this
752    pop.  WHEN is either emit_insn_before or emit_insn_after.  A pop insn
753    is represented as a SET whose destination is the register to be popped
754    and source is the top of stack.  A death note for the top of stack
755    cases the movdf pattern to pop.  */
756
757 static rtx
758 emit_pop_insn (rtx insn, stack regstack, rtx reg, enum emit_where where)
759 {
760   rtx pop_insn, pop_rtx;
761   int hard_regno;
762
763   /* For complex types take care to pop both halves.  These may survive in
764      CLOBBER and USE expressions.  */
765   if (COMPLEX_MODE_P (GET_MODE (reg)))
766     {
767       rtx reg1 = FP_MODE_REG (REGNO (reg), DFmode);
768       rtx reg2 = FP_MODE_REG (REGNO (reg) + 1, DFmode);
769
770       pop_insn = NULL_RTX;
771       if (get_hard_regnum (regstack, reg1) >= 0)
772         pop_insn = emit_pop_insn (insn, regstack, reg1, where);
773       if (get_hard_regnum (regstack, reg2) >= 0)
774         pop_insn = emit_pop_insn (insn, regstack, reg2, where);
775       gcc_assert (pop_insn);
776       return pop_insn;
777     }
778
779   hard_regno = get_hard_regnum (regstack, reg);
780
781   gcc_assert (hard_regno >= FIRST_STACK_REG);
782
783   pop_rtx = gen_rtx_SET (VOIDmode, FP_MODE_REG (hard_regno, DFmode),
784                          FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, DFmode));
785
786   if (where == EMIT_AFTER)
787     pop_insn = emit_insn_after (pop_rtx, insn);
788   else
789     pop_insn = emit_insn_before (pop_rtx, insn);
790
791   add_reg_note (pop_insn, REG_DEAD, FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, DFmode));
792
793   regstack->reg[regstack->top - (hard_regno - FIRST_STACK_REG)]
794     = regstack->reg[regstack->top];
795   regstack->top -= 1;
796   CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (reg));
797
798   return pop_insn;
799 }
800 \f
801 /* Emit an insn before or after INSN to swap virtual register REG with
802    the top of stack.  REGSTACK is the stack state before the swap, and
803    is updated to reflect the swap.  A swap insn is represented as a
804    PARALLEL of two patterns: each pattern moves one reg to the other.
805
806    If REG is already at the top of the stack, no insn is emitted.  */
807
808 static void
809 emit_swap_insn (rtx insn, stack regstack, rtx reg)
810 {
811   int hard_regno;
812   rtx swap_rtx;
813   int tmp, other_reg;           /* swap regno temps */
814   rtx i1;                       /* the stack-reg insn prior to INSN */
815   rtx i1set = NULL_RTX;         /* the SET rtx within I1 */
816
817   hard_regno = get_hard_regnum (regstack, reg);
818
819   if (hard_regno == FIRST_STACK_REG)
820     return;
821   if (hard_regno == -1)
822     {
823       /* Something failed if the register wasn't on the stack.  If we had
824          malformed asms, we zapped the instruction itself, but that didn't
825          produce the same pattern of register sets as before.  To prevent
826          further failure, adjust REGSTACK to include REG at TOP.  */
827       gcc_assert (any_malformed_asm);
828       regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (reg);
829       return;
830     }
831   gcc_assert (hard_regno >= FIRST_STACK_REG);
832
833   other_reg = regstack->top - (hard_regno - FIRST_STACK_REG);
834
835   tmp = regstack->reg[other_reg];
836   regstack->reg[other_reg] = regstack->reg[regstack->top];
837   regstack->reg[regstack->top] = tmp;
838
839   /* Find the previous insn involving stack regs, but don't pass a
840      block boundary.  */
841   i1 = NULL;
842   if (current_block && insn != BB_HEAD (current_block))
843     {
844       rtx tmp = PREV_INSN (insn);
845       rtx limit = PREV_INSN (BB_HEAD (current_block));
846       while (tmp != limit)
847         {
848           if (LABEL_P (tmp)
849               || CALL_P (tmp)
850               || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (tmp)
851               || (NONJUMP_INSN_P (tmp)
852                   && stack_regs_mentioned (tmp)))
853             {
854               i1 = tmp;
855               break;
856             }
857           tmp = PREV_INSN (tmp);
858         }
859     }
860
861   if (i1 != NULL_RTX
862       && (i1set = single_set (i1)) != NULL_RTX)
863     {
864       rtx i1src = *get_true_reg (&SET_SRC (i1set));
865       rtx i1dest = *get_true_reg (&SET_DEST (i1set));
866
867       /* If the previous register stack push was from the reg we are to
868          swap with, omit the swap.  */
869
870       if (REG_P (i1dest) && REGNO (i1dest) == FIRST_STACK_REG
871           && REG_P (i1src)
872           && REGNO (i1src) == (unsigned) hard_regno - 1
873           && find_regno_note (i1, REG_DEAD, FIRST_STACK_REG) == NULL_RTX)
874         return;
875
876       /* If the previous insn wrote to the reg we are to swap with,
877          omit the swap.  */
878
879       if (REG_P (i1dest) && REGNO (i1dest) == (unsigned) hard_regno
880           && REG_P (i1src) && REGNO (i1src) == FIRST_STACK_REG
881           && find_regno_note (i1, REG_DEAD, FIRST_STACK_REG) == NULL_RTX)
882         return;
883     }
884
885   /* Avoid emitting the swap if this is the first register stack insn
886      of the current_block.  Instead update the current_block's stack_in
887      and let compensate edges take care of this for us.  */
888   if (current_block && starting_stack_p)
889     {
890       BLOCK_INFO (current_block)->stack_in = *regstack;
891       starting_stack_p = false;
892       return;
893     }
894
895   swap_rtx = gen_swapxf (FP_MODE_REG (hard_regno, XFmode),
896                          FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, XFmode));
897
898   if (i1)
899     emit_insn_after (swap_rtx, i1);
900   else if (current_block)
901     emit_insn_before (swap_rtx, BB_HEAD (current_block));
902   else
903     emit_insn_before (swap_rtx, insn);
904 }
905 \f
906 /* Emit an insns before INSN to swap virtual register SRC1 with
907    the top of stack and virtual register SRC2 with second stack
908    slot. REGSTACK is the stack state before the swaps, and
909    is updated to reflect the swaps.  A swap insn is represented as a
910    PARALLEL of two patterns: each pattern moves one reg to the other.
911
912    If SRC1 and/or SRC2 are already at the right place, no swap insn
913    is emitted.  */
914
915 static void
916 swap_to_top (rtx insn, stack regstack, rtx src1, rtx src2)
917 {
918   struct stack_def temp_stack;
919   int regno, j, k, temp;
920
921   temp_stack = *regstack;
922
923   /* Place operand 1 at the top of stack.  */
924   regno = get_hard_regnum (&temp_stack, src1);
925   gcc_assert (regno >= 0);
926   if (regno != FIRST_STACK_REG)
927     {
928       k = temp_stack.top - (regno - FIRST_STACK_REG);
929       j = temp_stack.top;
930
931       temp = temp_stack.reg[k];
932       temp_stack.reg[k] = temp_stack.reg[j];
933       temp_stack.reg[j] = temp;
934     }
935
936   /* Place operand 2 next on the stack.  */
937   regno = get_hard_regnum (&temp_stack, src2);
938   gcc_assert (regno >= 0);
939   if (regno != FIRST_STACK_REG + 1)
940     {
941       k = temp_stack.top - (regno - FIRST_STACK_REG);
942       j = temp_stack.top - 1;
943
944       temp = temp_stack.reg[k];
945       temp_stack.reg[k] = temp_stack.reg[j];
946       temp_stack.reg[j] = temp;
947     }
948
949   change_stack (insn, regstack, &temp_stack, EMIT_BEFORE);
950 }
951 \f
952 /* Handle a move to or from a stack register in PAT, which is in INSN.
953    REGSTACK is the current stack.  Return whether a control flow insn
954    was deleted in the process.  */
955
956 static bool
957 move_for_stack_reg (rtx insn, stack regstack, rtx pat)
958 {
959   rtx *psrc =  get_true_reg (&SET_SRC (pat));
960   rtx *pdest = get_true_reg (&SET_DEST (pat));
961   rtx src, dest;
962   rtx note;
963   bool control_flow_insn_deleted = false;
964
965   src = *psrc; dest = *pdest;
966
967   if (STACK_REG_P (src) && STACK_REG_P (dest))
968     {
969       /* Write from one stack reg to another.  If SRC dies here, then
970          just change the register mapping and delete the insn.  */
971
972       note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (src));
973       if (note)
974         {
975           int i;
976
977           /* If this is a no-op move, there must not be a REG_DEAD note.  */
978           gcc_assert (REGNO (src) != REGNO (dest));
979
980           for (i = regstack->top; i >= 0; i--)
981             if (regstack->reg[i] == REGNO (src))
982               break;
983
984           /* The destination must be dead, or life analysis is borked.  */
985           gcc_assert (get_hard_regnum (regstack, dest) < FIRST_STACK_REG);
986
987           /* If the source is not live, this is yet another case of
988              uninitialized variables.  Load up a NaN instead.  */
989           if (i < 0)
990             return move_nan_for_stack_reg (insn, regstack, dest);
991
992           /* It is possible that the dest is unused after this insn.
993              If so, just pop the src.  */
994
995           if (find_regno_note (insn, REG_UNUSED, REGNO (dest)))
996             emit_pop_insn (insn, regstack, src, EMIT_AFTER);
997           else
998             {
999               regstack->reg[i] = REGNO (dest);
1000               SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (dest));
1001               CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (src));
1002             }
1003
1004           control_flow_insn_deleted |= control_flow_insn_p (insn);
1005           delete_insn (insn);
1006           return control_flow_insn_deleted;
1007         }
1008
1009       /* The source reg does not die.  */
1010
1011       /* If this appears to be a no-op move, delete it, or else it
1012          will confuse the machine description output patterns. But if
1013          it is REG_UNUSED, we must pop the reg now, as per-insn processing
1014          for REG_UNUSED will not work for deleted insns.  */
1015
1016       if (REGNO (src) == REGNO (dest))
1017         {
1018           if (find_regno_note (insn, REG_UNUSED, REGNO (dest)))
1019             emit_pop_insn (insn, regstack, dest, EMIT_AFTER);
1020
1021           control_flow_insn_deleted |= control_flow_insn_p (insn);
1022           delete_insn (insn);
1023           return control_flow_insn_deleted;
1024         }
1025
1026       /* The destination ought to be dead.  */
1027       gcc_assert (get_hard_regnum (regstack, dest) < FIRST_STACK_REG);
1028
1029       replace_reg (psrc, get_hard_regnum (regstack, src));
1030
1031       regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (dest);
1032       SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (dest));
1033       replace_reg (pdest, FIRST_STACK_REG);
1034     }
1035   else if (STACK_REG_P (src))
1036     {
1037       /* Save from a stack reg to MEM, or possibly integer reg.  Since
1038          only top of stack may be saved, emit an exchange first if
1039          needs be.  */
1040
1041       emit_swap_insn (insn, regstack, src);
1042
1043       note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (src));
1044       if (note)
1045         {
1046           replace_reg (&XEXP (note, 0), FIRST_STACK_REG);
1047           regstack->top--;
1048           CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (src));
1049         }
1050       else if ((GET_MODE (src) == XFmode)
1051                && regstack->top < REG_STACK_SIZE - 1)
1052         {
1053           /* A 387 cannot write an XFmode value to a MEM without
1054              clobbering the source reg.  The output code can handle
1055              this by reading back the value from the MEM.
1056              But it is more efficient to use a temp register if one is
1057              available.  Push the source value here if the register
1058              stack is not full, and then write the value to memory via
1059              a pop.  */
1060           rtx push_rtx;
1061           rtx top_stack_reg = FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, GET_MODE (src));
1062
1063           push_rtx = gen_movxf (top_stack_reg, top_stack_reg);
1064           emit_insn_before (push_rtx, insn);
1065           add_reg_note (insn, REG_DEAD, top_stack_reg);
1066         }
1067
1068       replace_reg (psrc, FIRST_STACK_REG);
1069     }
1070   else
1071     {
1072       rtx pat = PATTERN (insn);
1073
1074       gcc_assert (STACK_REG_P (dest));
1075
1076       /* Load from MEM, or possibly integer REG or constant, into the
1077          stack regs.  The actual target is always the top of the
1078          stack. The stack mapping is changed to reflect that DEST is
1079          now at top of stack.  */
1080
1081       /* The destination ought to be dead.  However, there is a
1082          special case with i387 UNSPEC_TAN, where destination is live
1083          (an argument to fptan) but inherent load of 1.0 is modelled
1084          as a load from a constant.  */
1085       if (GET_CODE (pat) == PARALLEL
1086           && XVECLEN (pat, 0) == 2
1087           && GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, 1)) == SET
1088           && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (pat, 0, 1))) == UNSPEC
1089           && XINT (SET_SRC (XVECEXP (pat, 0, 1)), 1) == UNSPEC_TAN)
1090         emit_swap_insn (insn, regstack, dest);
1091       else
1092         gcc_assert (get_hard_regnum (regstack, dest) < FIRST_STACK_REG);
1093
1094       gcc_assert (regstack->top < REG_STACK_SIZE);
1095
1096       regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (dest);
1097       SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (dest));
1098       replace_reg (pdest, FIRST_STACK_REG);
1099     }
1100
1101   return control_flow_insn_deleted;
1102 }
1103
1104 /* A helper function which replaces INSN with a pattern that loads up
1105    a NaN into DEST, then invokes move_for_stack_reg.  */
1106
1107 static bool
1108 move_nan_for_stack_reg (rtx insn, stack regstack, rtx dest)
1109 {
1110   rtx pat;
1111
1112   dest = FP_MODE_REG (REGNO (dest), SFmode);
1113   pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, not_a_num);
1114   PATTERN (insn) = pat;
1115   INSN_CODE (insn) = -1;
1116
1117   return move_for_stack_reg (insn, regstack, pat);
1118 }
1119 \f
1120 /* Swap the condition on a branch, if there is one.  Return true if we
1121    found a condition to swap.  False if the condition was not used as
1122    such.  */
1123
1124 static int
1125 swap_rtx_condition_1 (rtx pat)
1126 {
1127   const char *fmt;
1128   int i, r = 0;
1129
1130   if (COMPARISON_P (pat))
1131     {
1132       PUT_CODE (pat, swap_condition (GET_CODE (pat)));
1133       r = 1;
1134     }
1135   else
1136     {
1137       fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (pat));
1138       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (pat)) - 1; i >= 0; i--)
1139         {
1140           if (fmt[i] == 'E')
1141             {
1142               int j;
1143
1144               for (j = XVECLEN (pat, i) - 1; j >= 0; j--)
1145                 r |= swap_rtx_condition_1 (XVECEXP (pat, i, j));
1146             }
1147           else if (fmt[i] == 'e')
1148             r |= swap_rtx_condition_1 (XEXP (pat, i));
1149         }
1150     }
1151
1152   return r;
1153 }
1154
1155 static int
1156 swap_rtx_condition (rtx insn)
1157 {
1158   rtx pat = PATTERN (insn);
1159
1160   /* We're looking for a single set to cc0 or an HImode temporary.  */
1161
1162   if (GET_CODE (pat) == SET
1163       && REG_P (SET_DEST (pat))
1164       && REGNO (SET_DEST (pat)) == FLAGS_REG)
1165     {
1166       insn = next_flags_user (insn);
1167       if (insn == NULL_RTX)
1168         return 0;
1169       pat = PATTERN (insn);
1170     }
1171
1172   /* See if this is, or ends in, a fnstsw.  If so, we're not doing anything
1173      with the cc value right now.  We may be able to search for one
1174      though.  */
1175
1176   if (GET_CODE (pat) == SET
1177       && GET_CODE (SET_SRC (pat)) == UNSPEC
1178       && XINT (SET_SRC (pat), 1) == UNSPEC_FNSTSW)
1179     {
1180       rtx dest = SET_DEST (pat);
1181
1182       /* Search forward looking for the first use of this value.
1183          Stop at block boundaries.  */
1184       while (insn != BB_END (current_block))
1185         {
1186           insn = NEXT_INSN (insn);
1187           if (INSN_P (insn) && reg_mentioned_p (dest, insn))
1188             break;
1189           if (CALL_P (insn))
1190             return 0;
1191         }
1192
1193       /* We haven't found it.  */
1194       if (insn == BB_END (current_block))
1195         return 0;
1196
1197       /* So we've found the insn using this value.  If it is anything
1198          other than sahf or the value does not die (meaning we'd have
1199          to search further), then we must give up.  */
1200       pat = PATTERN (insn);
1201       if (GET_CODE (pat) != SET
1202           || GET_CODE (SET_SRC (pat)) != UNSPEC
1203           || XINT (SET_SRC (pat), 1) != UNSPEC_SAHF
1204           || ! dead_or_set_p (insn, dest))
1205         return 0;
1206
1207       /* Now we are prepared to handle this as a normal cc0 setter.  */
1208       insn = next_flags_user (insn);
1209       if (insn == NULL_RTX)
1210         return 0;
1211       pat = PATTERN (insn);
1212     }
1213
1214   if (swap_rtx_condition_1 (pat))
1215     {
1216       int fail = 0;
1217       INSN_CODE (insn) = -1;
1218       if (recog_memoized (insn) == -1)
1219         fail = 1;
1220       /* In case the flags don't die here, recurse to try fix
1221          following user too.  */
1222       else if (! dead_or_set_p (insn, ix86_flags_rtx))
1223         {
1224           insn = next_flags_user (insn);
1225           if (!insn || !swap_rtx_condition (insn))
1226             fail = 1;
1227         }
1228       if (fail)
1229         {
1230           swap_rtx_condition_1 (pat);
1231           return 0;
1232         }
1233       return 1;
1234     }
1235   return 0;
1236 }
1237
1238 /* Handle a comparison.  Special care needs to be taken to avoid
1239    causing comparisons that a 387 cannot do correctly, such as EQ.
1240
1241    Also, a pop insn may need to be emitted.  The 387 does have an
1242    `fcompp' insn that can pop two regs, but it is sometimes too expensive
1243    to do this - a `fcomp' followed by a `fstpl %st(0)' may be easier to
1244    set up.  */
1245
1246 static void
1247 compare_for_stack_reg (rtx insn, stack regstack, rtx pat_src)
1248 {
1249   rtx *src1, *src2;
1250   rtx src1_note, src2_note;
1251
1252   src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1253   src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1254
1255   /* ??? If fxch turns out to be cheaper than fstp, give priority to
1256      registers that die in this insn - move those to stack top first.  */
1257   if ((! STACK_REG_P (*src1)
1258        || (STACK_REG_P (*src2)
1259            && get_hard_regnum (regstack, *src2) == FIRST_STACK_REG))
1260       && swap_rtx_condition (insn))
1261     {
1262       rtx temp;
1263       temp = XEXP (pat_src, 0);
1264       XEXP (pat_src, 0) = XEXP (pat_src, 1);
1265       XEXP (pat_src, 1) = temp;
1266
1267       src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1268       src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1269
1270       INSN_CODE (insn) = -1;
1271     }
1272
1273   /* We will fix any death note later.  */
1274
1275   src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1276
1277   if (STACK_REG_P (*src2))
1278     src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1279   else
1280     src2_note = NULL_RTX;
1281
1282   emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1283
1284   replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1285
1286   if (STACK_REG_P (*src2))
1287     replace_reg (src2, get_hard_regnum (regstack, *src2));
1288
1289   if (src1_note)
1290     {
1291       pop_stack (regstack, REGNO (XEXP (src1_note, 0)));
1292       replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1293     }
1294
1295   /* If the second operand dies, handle that.  But if the operands are
1296      the same stack register, don't bother, because only one death is
1297      needed, and it was just handled.  */
1298
1299   if (src2_note
1300       && ! (STACK_REG_P (*src1) && STACK_REG_P (*src2)
1301             && REGNO (*src1) == REGNO (*src2)))
1302     {
1303       /* As a special case, two regs may die in this insn if src2 is
1304          next to top of stack and the top of stack also dies.  Since
1305          we have already popped src1, "next to top of stack" is really
1306          at top (FIRST_STACK_REG) now.  */
1307
1308       if (get_hard_regnum (regstack, XEXP (src2_note, 0)) == FIRST_STACK_REG
1309           && src1_note)
1310         {
1311           pop_stack (regstack, REGNO (XEXP (src2_note, 0)));
1312           replace_reg (&XEXP (src2_note, 0), FIRST_STACK_REG + 1);
1313         }
1314       else
1315         {
1316           /* The 386 can only represent death of the first operand in
1317              the case handled above.  In all other cases, emit a separate
1318              pop and remove the death note from here.  */
1319
1320           /* link_cc0_insns (insn); */
1321
1322           remove_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (XEXP (src2_note, 0)));
1323
1324           emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (src2_note, 0),
1325                          EMIT_AFTER);
1326         }
1327     }
1328 }
1329 \f
1330 /* Substitute new registers in PAT, which is part of INSN.  REGSTACK
1331    is the current register layout.  Return whether a control flow insn
1332    was deleted in the process.  */
1333
1334 static bool
1335 subst_stack_regs_pat (rtx insn, stack regstack, rtx pat)
1336 {
1337   rtx *dest, *src;
1338   bool control_flow_insn_deleted = false;
1339
1340   switch (GET_CODE (pat))
1341     {
1342     case USE:
1343       /* Deaths in USE insns can happen in non optimizing compilation.
1344          Handle them by popping the dying register.  */
1345       src = get_true_reg (&XEXP (pat, 0));
1346       if (STACK_REG_P (*src)
1347           && find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src)))
1348         {
1349           /* USEs are ignored for liveness information so USEs of dead
1350              register might happen.  */
1351           if (TEST_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*src)))
1352             emit_pop_insn (insn, regstack, *src, EMIT_AFTER);
1353           return control_flow_insn_deleted;
1354         }
1355       /* Uninitialized USE might happen for functions returning uninitialized
1356          value.  We will properly initialize the USE on the edge to EXIT_BLOCK,
1357          so it is safe to ignore the use here. This is consistent with behavior
1358          of dataflow analyzer that ignores USE too.  (This also imply that 
1359          forcibly initializing the register to NaN here would lead to ICE later,
1360          since the REG_DEAD notes are not issued.)  */
1361       break;
1362
1363     case CLOBBER:
1364       {
1365         rtx note;
1366
1367         dest = get_true_reg (&XEXP (pat, 0));
1368         if (STACK_REG_P (*dest))
1369           {
1370             note = find_reg_note (insn, REG_DEAD, *dest);
1371
1372             if (pat != PATTERN (insn))
1373               {
1374                 /* The fix_truncdi_1 pattern wants to be able to allocate
1375                    its own scratch register.  It does this by clobbering
1376                    an fp reg so that it is assured of an empty reg-stack
1377                    register.  If the register is live, kill it now.
1378                    Remove the DEAD/UNUSED note so we don't try to kill it
1379                    later too.  */
1380
1381                 if (note)
1382                   emit_pop_insn (insn, regstack, *dest, EMIT_BEFORE);
1383                 else
1384                   {
1385                     note = find_reg_note (insn, REG_UNUSED, *dest);
1386                     gcc_assert (note);
1387                   }
1388                 remove_note (insn, note);
1389                 replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG + 1);
1390               }
1391             else
1392               {
1393                 /* A top-level clobber with no REG_DEAD, and no hard-regnum
1394                    indicates an uninitialized value.  Because reload removed
1395                    all other clobbers, this must be due to a function
1396                    returning without a value.  Load up a NaN.  */
1397
1398                 if (!note)
1399                   {
1400                     rtx t = *dest;
1401                     if (COMPLEX_MODE_P (GET_MODE (t)))
1402                       {
1403                         rtx u = FP_MODE_REG (REGNO (t) + 1, SFmode);
1404                         if (get_hard_regnum (regstack, u) == -1)
1405                           {
1406                             rtx pat2 = gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, u);
1407                             rtx insn2 = emit_insn_before (pat2, insn);
1408                             control_flow_insn_deleted
1409                               |= move_nan_for_stack_reg (insn2, regstack, u);
1410                           }
1411                       }
1412                     if (get_hard_regnum (regstack, t) == -1)
1413                       control_flow_insn_deleted
1414                         |= move_nan_for_stack_reg (insn, regstack, t);
1415                   }
1416               }
1417           }
1418         break;
1419       }
1420
1421     case SET:
1422       {
1423         rtx *src1 = (rtx *) 0, *src2;
1424         rtx src1_note, src2_note;
1425         rtx pat_src;
1426
1427         dest = get_true_reg (&SET_DEST (pat));
1428         src  = get_true_reg (&SET_SRC (pat));
1429         pat_src = SET_SRC (pat);
1430
1431         /* See if this is a `movM' pattern, and handle elsewhere if so.  */
1432         if (STACK_REG_P (*src)
1433             || (STACK_REG_P (*dest)
1434                 && (REG_P (*src) || MEM_P (*src)
1435                     || GET_CODE (*src) == CONST_DOUBLE)))
1436           {
1437             control_flow_insn_deleted |= move_for_stack_reg (insn, regstack, pat);
1438             break;
1439           }
1440
1441         switch (GET_CODE (pat_src))
1442           {
1443           case COMPARE:
1444             compare_for_stack_reg (insn, regstack, pat_src);
1445             break;
1446
1447           case CALL:
1448             {
1449               int count;
1450               for (count = hard_regno_nregs[REGNO (*dest)][GET_MODE (*dest)];
1451                    --count >= 0;)
1452                 {
1453                   regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (*dest) + count;
1454                   SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest) + count);
1455                 }
1456             }
1457             replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1458             break;
1459
1460           case REG:
1461             /* This is a `tstM2' case.  */
1462             gcc_assert (*dest == cc0_rtx);
1463             src1 = src;
1464
1465             /* Fall through.  */
1466
1467           case FLOAT_TRUNCATE:
1468           case SQRT:
1469           case ABS:
1470           case NEG:
1471             /* These insns only operate on the top of the stack. DEST might
1472                be cc0_rtx if we're processing a tstM pattern. Also, it's
1473                possible that the tstM case results in a REG_DEAD note on the
1474                source.  */
1475
1476             if (src1 == 0)
1477               src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1478
1479             emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1480
1481             src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1482
1483             if (STACK_REG_P (*dest))
1484               replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1485
1486             if (src1_note)
1487               {
1488                 replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1489                 regstack->top--;
1490                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*src1));
1491               }
1492
1493             replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1494             break;
1495
1496           case MINUS:
1497           case DIV:
1498             /* On i386, reversed forms of subM3 and divM3 exist for
1499                MODE_FLOAT, so the same code that works for addM3 and mulM3
1500                can be used.  */
1501           case MULT:
1502           case PLUS:
1503             /* These insns can accept the top of stack as a destination
1504                from a stack reg or mem, or can use the top of stack as a
1505                source and some other stack register (possibly top of stack)
1506                as a destination.  */
1507
1508             src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1509             src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1510
1511             /* We will fix any death note later.  */
1512
1513             if (STACK_REG_P (*src1))
1514               src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1515             else
1516               src1_note = NULL_RTX;
1517             if (STACK_REG_P (*src2))
1518               src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1519             else
1520               src2_note = NULL_RTX;
1521
1522             /* If either operand is not a stack register, then the dest
1523                must be top of stack.  */
1524
1525             if (! STACK_REG_P (*src1) || ! STACK_REG_P (*src2))
1526               emit_swap_insn (insn, regstack, *dest);
1527             else
1528               {
1529                 /* Both operands are REG.  If neither operand is already
1530                    at the top of stack, choose to make the one that is the dest
1531                    the new top of stack.  */
1532
1533                 int src1_hard_regnum, src2_hard_regnum;
1534
1535                 src1_hard_regnum = get_hard_regnum (regstack, *src1);
1536                 src2_hard_regnum = get_hard_regnum (regstack, *src2);
1537                 gcc_assert (src1_hard_regnum != -1);
1538                 gcc_assert (src2_hard_regnum != -1);
1539
1540                 if (src1_hard_regnum != FIRST_STACK_REG
1541                     && src2_hard_regnum != FIRST_STACK_REG)
1542                   emit_swap_insn (insn, regstack, *dest);
1543               }
1544
1545             if (STACK_REG_P (*src1))
1546               replace_reg (src1, get_hard_regnum (regstack, *src1));
1547             if (STACK_REG_P (*src2))
1548               replace_reg (src2, get_hard_regnum (regstack, *src2));
1549
1550             if (src1_note)
1551               {
1552                 rtx src1_reg = XEXP (src1_note, 0);
1553
1554                 /* If the register that dies is at the top of stack, then
1555                    the destination is somewhere else - merely substitute it.
1556                    But if the reg that dies is not at top of stack, then
1557                    move the top of stack to the dead reg, as though we had
1558                    done the insn and then a store-with-pop.  */
1559
1560                 if (REGNO (src1_reg) == regstack->reg[regstack->top])
1561                   {
1562                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1563                     replace_reg (dest, get_hard_regnum (regstack, *dest));
1564                   }
1565                 else
1566                   {
1567                     int regno = get_hard_regnum (regstack, src1_reg);
1568
1569                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1570                     replace_reg (dest, regno);
1571
1572                     regstack->reg[regstack->top - (regno - FIRST_STACK_REG)]
1573                       = regstack->reg[regstack->top];
1574                   }
1575
1576                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1577                                     REGNO (XEXP (src1_note, 0)));
1578                 replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1579                 regstack->top--;
1580               }
1581             else if (src2_note)
1582               {
1583                 rtx src2_reg = XEXP (src2_note, 0);
1584                 if (REGNO (src2_reg) == regstack->reg[regstack->top])
1585                   {
1586                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1587                     replace_reg (dest, get_hard_regnum (regstack, *dest));
1588                   }
1589                 else
1590                   {
1591                     int regno = get_hard_regnum (regstack, src2_reg);
1592
1593                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1594                     replace_reg (dest, regno);
1595
1596                     regstack->reg[regstack->top - (regno - FIRST_STACK_REG)]
1597                       = regstack->reg[regstack->top];
1598                   }
1599
1600                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1601                                     REGNO (XEXP (src2_note, 0)));
1602                 replace_reg (&XEXP (src2_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1603                 regstack->top--;
1604               }
1605             else
1606               {
1607                 SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1608                 replace_reg (dest, get_hard_regnum (regstack, *dest));
1609               }
1610
1611             /* Keep operand 1 matching with destination.  */
1612             if (COMMUTATIVE_ARITH_P (pat_src)
1613                 && REG_P (*src1) && REG_P (*src2)
1614                 && REGNO (*src1) != REGNO (*dest))
1615              {
1616                 int tmp = REGNO (*src1);
1617                 replace_reg (src1, REGNO (*src2));
1618                 replace_reg (src2, tmp);
1619              }
1620             break;
1621
1622           case UNSPEC:
1623             switch (XINT (pat_src, 1))
1624               {
1625               case UNSPEC_FIST:
1626
1627               case UNSPEC_FIST_FLOOR:
1628               case UNSPEC_FIST_CEIL:
1629
1630                 /* These insns only operate on the top of the stack.  */
1631
1632                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1633                 emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1634
1635                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1636
1637                 if (STACK_REG_P (*dest))
1638                   replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1639
1640                 if (src1_note)
1641                   {
1642                     replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1643                     regstack->top--;
1644                     CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*src1));
1645                   }
1646
1647                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1648                 break;
1649
1650               case UNSPEC_FXAM:
1651
1652                 /* This insn only operate on the top of the stack.  */
1653
1654                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1655                 emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1656
1657                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1658
1659                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1660
1661                 if (src1_note)
1662                   {
1663                     remove_regno_note (insn, REG_DEAD,
1664                                        REGNO (XEXP (src1_note, 0)));
1665                     emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (src1_note, 0),
1666                                    EMIT_AFTER);
1667                   }
1668
1669                 break;
1670
1671               case UNSPEC_SIN:
1672               case UNSPEC_COS:
1673               case UNSPEC_FRNDINT:
1674               case UNSPEC_F2XM1:
1675
1676               case UNSPEC_FRNDINT_FLOOR:
1677               case UNSPEC_FRNDINT_CEIL:
1678               case UNSPEC_FRNDINT_TRUNC:
1679               case UNSPEC_FRNDINT_MASK_PM:
1680
1681                 /* Above insns operate on the top of the stack.  */
1682
1683               case UNSPEC_SINCOS_COS:
1684               case UNSPEC_XTRACT_FRACT:
1685
1686                 /* Above insns operate on the top two stack slots,
1687                    first part of one input, double output insn.  */
1688
1689                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1690
1691                 emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1692
1693                 /* Input should never die, it is replaced with output.  */
1694                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1695                 gcc_assert (!src1_note);
1696
1697                 if (STACK_REG_P (*dest))
1698                   replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1699
1700                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1701                 break;
1702
1703               case UNSPEC_SINCOS_SIN:
1704               case UNSPEC_XTRACT_EXP:
1705
1706                 /* These insns operate on the top two stack slots,
1707                    second part of one input, double output insn.  */
1708
1709                 regstack->top++;
1710                 /* FALLTHRU */
1711
1712               case UNSPEC_TAN:
1713
1714                 /* For UNSPEC_TAN, regstack->top is already increased
1715                    by inherent load of constant 1.0.  */
1716
1717                 /* Output value is generated in the second stack slot.
1718                    Move current value from second slot to the top.  */
1719                 regstack->reg[regstack->top]
1720                   = regstack->reg[regstack->top - 1];
1721
1722                 gcc_assert (STACK_REG_P (*dest));
1723
1724                 regstack->reg[regstack->top - 1] = REGNO (*dest);
1725                 SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1726                 replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG + 1);
1727
1728                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1729
1730                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1731                 break;
1732
1733               case UNSPEC_FPATAN:
1734               case UNSPEC_FYL2X:
1735               case UNSPEC_FYL2XP1:
1736                 /* These insns operate on the top two stack slots.  */
1737
1738                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1739                 src2 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 1));
1740
1741                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1742                 src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1743
1744                 swap_to_top (insn, regstack, *src1, *src2);
1745
1746                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1747                 replace_reg (src2, FIRST_STACK_REG + 1);
1748
1749                 if (src1_note)
1750                   replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1751                 if (src2_note)
1752                   replace_reg (&XEXP (src2_note, 0), FIRST_STACK_REG + 1);
1753
1754                 /* Pop both input operands from the stack.  */
1755                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1756                                     regstack->reg[regstack->top]);
1757                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1758                                     regstack->reg[regstack->top - 1]);
1759                 regstack->top -= 2;
1760
1761                 /* Push the result back onto the stack.  */
1762                 regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (*dest);
1763                 SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1764                 replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1765                 break;
1766
1767               case UNSPEC_FSCALE_FRACT:
1768               case UNSPEC_FPREM_F:
1769               case UNSPEC_FPREM1_F:
1770                 /* These insns operate on the top two stack slots,
1771                    first part of double input, double output insn.  */
1772
1773                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1774                 src2 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 1));
1775
1776                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1777                 src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1778
1779                 /* Inputs should never die, they are
1780                    replaced with outputs.  */
1781                 gcc_assert (!src1_note);
1782                 gcc_assert (!src2_note);
1783
1784                 swap_to_top (insn, regstack, *src1, *src2);
1785
1786                 /* Push the result back onto stack. Empty stack slot
1787                    will be filled in second part of insn.  */
1788                 if (STACK_REG_P (*dest))
1789                   {
1790                     regstack->reg[regstack->top] = REGNO (*dest);
1791                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1792                     replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1793                   }
1794
1795                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1796                 replace_reg (src2, FIRST_STACK_REG + 1);
1797                 break;
1798
1799               case UNSPEC_FSCALE_EXP:
1800               case UNSPEC_FPREM_U:
1801               case UNSPEC_FPREM1_U:
1802                 /* These insns operate on the top two stack slots,
1803                    second part of double input, double output insn.  */
1804
1805                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1806                 src2 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 1));
1807
1808                 /* Push the result back onto stack. Fill empty slot from
1809                    first part of insn and fix top of stack pointer.  */
1810                 if (STACK_REG_P (*dest))
1811                   {
1812                     regstack->reg[regstack->top - 1] = REGNO (*dest);
1813                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1814                     replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG + 1);
1815                   }
1816
1817                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1818                 replace_reg (src2, FIRST_STACK_REG + 1);
1819                 break;
1820
1821               case UNSPEC_C2_FLAG:
1822                 /* This insn operates on the top two stack slots,
1823                    third part of C2 setting double input insn.  */
1824
1825                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1826                 src2 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 1));
1827
1828                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1829                 replace_reg (src2, FIRST_STACK_REG + 1);
1830                 break;
1831
1832               case UNSPEC_SAHF:
1833                 /* (unspec [(unspec [(compare)] UNSPEC_FNSTSW)] UNSPEC_SAHF)
1834                    The combination matches the PPRO fcomi instruction.  */
1835
1836                 pat_src = XVECEXP (pat_src, 0, 0);
1837                 gcc_assert (GET_CODE (pat_src) == UNSPEC);
1838                 gcc_assert (XINT (pat_src, 1) == UNSPEC_FNSTSW);
1839                 /* Fall through.  */
1840
1841               case UNSPEC_FNSTSW:
1842                 /* Combined fcomp+fnstsw generated for doing well with
1843                    CSE.  When optimizing this would have been broken
1844                    up before now.  */
1845
1846                 pat_src = XVECEXP (pat_src, 0, 0);
1847                 gcc_assert (GET_CODE (pat_src) == COMPARE);
1848
1849                 compare_for_stack_reg (insn, regstack, pat_src);
1850                 break;
1851
1852               default:
1853                 gcc_unreachable ();
1854               }
1855             break;
1856
1857           case IF_THEN_ELSE:
1858             /* This insn requires the top of stack to be the destination.  */
1859
1860             src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1861             src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 2));
1862
1863             src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1864             src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1865
1866             /* If the comparison operator is an FP comparison operator,
1867                it is handled correctly by compare_for_stack_reg () who
1868                will move the destination to the top of stack. But if the
1869                comparison operator is not an FP comparison operator, we
1870                have to handle it here.  */
1871             if (get_hard_regnum (regstack, *dest) >= FIRST_STACK_REG
1872                 && REGNO (*dest) != regstack->reg[regstack->top])
1873               {
1874                 /* In case one of operands is the top of stack and the operands
1875                    dies, it is safe to make it the destination operand by
1876                    reversing the direction of cmove and avoid fxch.  */
1877                 if ((REGNO (*src1) == regstack->reg[regstack->top]
1878                      && src1_note)
1879                     || (REGNO (*src2) == regstack->reg[regstack->top]
1880                         && src2_note))
1881                   {
1882                     int idx1 = (get_hard_regnum (regstack, *src1)
1883                                 - FIRST_STACK_REG);
1884                     int idx2 = (get_hard_regnum (regstack, *src2)
1885                                 - FIRST_STACK_REG);
1886
1887                     /* Make reg-stack believe that the operands are already
1888                        swapped on the stack */
1889                     regstack->reg[regstack->top - idx1] = REGNO (*src2);
1890                     regstack->reg[regstack->top - idx2] = REGNO (*src1);
1891
1892                     /* Reverse condition to compensate the operand swap.
1893                        i386 do have comparison always reversible.  */
1894                     PUT_CODE (XEXP (pat_src, 0),
1895                               reversed_comparison_code (XEXP (pat_src, 0), insn));
1896                   }
1897                 else
1898                   emit_swap_insn (insn, regstack, *dest);
1899               }
1900
1901             {
1902               rtx src_note [3];
1903               int i;
1904
1905               src_note[0] = 0;
1906               src_note[1] = src1_note;
1907               src_note[2] = src2_note;
1908
1909               if (STACK_REG_P (*src1))
1910                 replace_reg (src1, get_hard_regnum (regstack, *src1));
1911               if (STACK_REG_P (*src2))
1912                 replace_reg (src2, get_hard_regnum (regstack, *src2));
1913
1914               for (i = 1; i <= 2; i++)
1915                 if (src_note [i])
1916                   {
1917                     int regno = REGNO (XEXP (src_note[i], 0));
1918
1919                     /* If the register that dies is not at the top of
1920                        stack, then move the top of stack to the dead reg.
1921                        Top of stack should never die, as it is the
1922                        destination.  */
1923                     gcc_assert (regno != regstack->reg[regstack->top]);
1924                     remove_regno_note (insn, REG_DEAD, regno);
1925                     emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (src_note[i], 0),
1926                                     EMIT_AFTER);
1927                   }
1928             }
1929
1930             /* Make dest the top of stack.  Add dest to regstack if
1931                not present.  */
1932             if (get_hard_regnum (regstack, *dest) < FIRST_STACK_REG)
1933               regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (*dest);
1934             SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1935             replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1936             break;
1937
1938           default:
1939             gcc_unreachable ();
1940           }
1941         break;
1942       }
1943
1944     default:
1945       break;
1946     }
1947
1948   return control_flow_insn_deleted;
1949 }
1950 \f
1951 /* Substitute hard regnums for any stack regs in INSN, which has
1952    N_INPUTS inputs and N_OUTPUTS outputs.  REGSTACK is the stack info
1953    before the insn, and is updated with changes made here.
1954
1955    There are several requirements and assumptions about the use of
1956    stack-like regs in asm statements.  These rules are enforced by
1957    record_asm_stack_regs; see comments there for details.  Any
1958    asm_operands left in the RTL at this point may be assume to meet the
1959    requirements, since record_asm_stack_regs removes any problem asm.  */
1960
1961 static void
1962 subst_asm_stack_regs (rtx insn, stack regstack)
1963 {
1964   rtx body = PATTERN (insn);
1965   int alt;
1966
1967   rtx *note_reg;                /* Array of note contents */
1968   rtx **note_loc;               /* Address of REG field of each note */
1969   enum reg_note *note_kind;     /* The type of each note */
1970
1971   rtx *clobber_reg = 0;
1972   rtx **clobber_loc = 0;
1973
1974   struct stack_def temp_stack;
1975   int n_notes;
1976   int n_clobbers;
1977   rtx note;
1978   int i;
1979   int n_inputs, n_outputs;
1980
1981   if (! check_asm_stack_operands (insn))
1982     return;
1983
1984   /* Find out what the constraints required.  If no constraint
1985      alternative matches, that is a compiler bug: we should have caught
1986      such an insn in check_asm_stack_operands.  */
1987   extract_insn (insn);
1988   constrain_operands (1);
1989   alt = which_alternative;
1990
1991   preprocess_constraints ();
1992
1993   n_inputs = get_asm_operand_n_inputs (body);
1994   n_outputs = recog_data.n_operands - n_inputs;
1995
1996   gcc_assert (alt >= 0);
1997
1998   /* Strip SUBREGs here to make the following code simpler.  */
1999   for (i = 0; i < recog_data.n_operands; i++)
2000     if (GET_CODE (recog_data.operand[i]) == SUBREG
2001         && REG_P (SUBREG_REG (recog_data.operand[i])))
2002       {
2003         recog_data.operand_loc[i] = & SUBREG_REG (recog_data.operand[i]);
2004         recog_data.operand[i] = SUBREG_REG (recog_data.operand[i]);
2005       }
2006
2007   /* Set up NOTE_REG, NOTE_LOC and NOTE_KIND.  */
2008
2009   for (i = 0, note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2010     i++;
2011
2012   note_reg = XALLOCAVEC (rtx, i);
2013   note_loc = XALLOCAVEC (rtx *, i);
2014   note_kind = XALLOCAVEC (enum reg_note, i);
2015
2016   n_notes = 0;
2017   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
2018     {
2019       rtx reg = XEXP (note, 0);
2020       rtx *loc = & XEXP (note, 0);
2021
2022       if (GET_CODE (reg) == SUBREG && REG_P (SUBREG_REG (reg)))
2023         {
2024           loc = & SUBREG_REG (reg);
2025           reg = SUBREG_REG (reg);
2026         }
2027
2028       if (STACK_REG_P (reg)
2029           && (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD
2030               || REG_NOTE_KIND (note) == REG_UNUSED))
2031         {
2032           note_reg[n_notes] = reg;
2033           note_loc[n_notes] = loc;
2034           note_kind[n_notes] = REG_NOTE_KIND (note);
2035           n_notes++;
2036         }
2037     }
2038
2039   /* Set up CLOBBER_REG and CLOBBER_LOC.  */
2040
2041   n_clobbers = 0;
2042
2043   if (GET_CODE (body) == PARALLEL)
2044     {
2045       clobber_reg = XALLOCAVEC (rtx, XVECLEN (body, 0));
2046       clobber_loc = XALLOCAVEC (rtx *, XVECLEN (body, 0));
2047
2048       for (i = 0; i < XVECLEN (body, 0); i++)
2049         if (GET_CODE (XVECEXP (body, 0, i)) == CLOBBER)
2050           {
2051             rtx clobber = XVECEXP (body, 0, i);
2052             rtx reg = XEXP (clobber, 0);
2053             rtx *loc = & XEXP (clobber, 0);
2054
2055             if (GET_CODE (reg) == SUBREG && REG_P (SUBREG_REG (reg)))
2056               {
2057                 loc = & SUBREG_REG (reg);
2058                 reg = SUBREG_REG (reg);
2059               }
2060
2061             if (STACK_REG_P (reg))
2062               {
2063                 clobber_reg[n_clobbers] = reg;
2064                 clobber_loc[n_clobbers] = loc;
2065                 n_clobbers++;
2066               }
2067           }
2068     }
2069
2070   temp_stack = *regstack;
2071
2072   /* Put the input regs into the desired place in TEMP_STACK.  */
2073
2074   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2075     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i])
2076         && reg_class_subset_p (recog_op_alt[i][alt].cl,
2077                                FLOAT_REGS)
2078         && recog_op_alt[i][alt].cl != FLOAT_REGS)
2079       {
2080         /* If an operand needs to be in a particular reg in
2081            FLOAT_REGS, the constraint was either 't' or 'u'.  Since
2082            these constraints are for single register classes, and
2083            reload guaranteed that operand[i] is already in that class,
2084            we can just use REGNO (recog_data.operand[i]) to know which
2085            actual reg this operand needs to be in.  */
2086
2087         int regno = get_hard_regnum (&temp_stack, recog_data.operand[i]);
2088
2089         gcc_assert (regno >= 0);
2090
2091         if ((unsigned int) regno != REGNO (recog_data.operand[i]))
2092           {
2093             /* recog_data.operand[i] is not in the right place.  Find
2094                it and swap it with whatever is already in I's place.
2095                K is where recog_data.operand[i] is now.  J is where it
2096                should be.  */
2097             int j, k, temp;
2098
2099             k = temp_stack.top - (regno - FIRST_STACK_REG);
2100             j = (temp_stack.top
2101                  - (REGNO (recog_data.operand[i]) - FIRST_STACK_REG));
2102
2103             temp = temp_stack.reg[k];
2104             temp_stack.reg[k] = temp_stack.reg[j];
2105             temp_stack.reg[j] = temp;
2106           }
2107       }
2108
2109   /* Emit insns before INSN to make sure the reg-stack is in the right
2110      order.  */
2111
2112   change_stack (insn, regstack, &temp_stack, EMIT_BEFORE);
2113
2114   /* Make the needed input register substitutions.  Do death notes and
2115      clobbers too, because these are for inputs, not outputs.  */
2116
2117   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2118     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2119       {
2120         int regnum = get_hard_regnum (regstack, recog_data.operand[i]);
2121
2122         gcc_assert (regnum >= 0);
2123
2124         replace_reg (recog_data.operand_loc[i], regnum);
2125       }
2126
2127   for (i = 0; i < n_notes; i++)
2128     if (note_kind[i] == REG_DEAD)
2129       {
2130         int regnum = get_hard_regnum (regstack, note_reg[i]);
2131
2132         gcc_assert (regnum >= 0);
2133
2134         replace_reg (note_loc[i], regnum);
2135       }
2136
2137   for (i = 0; i < n_clobbers; i++)
2138     {
2139       /* It's OK for a CLOBBER to reference a reg that is not live.
2140          Don't try to replace it in that case.  */
2141       int regnum = get_hard_regnum (regstack, clobber_reg[i]);
2142
2143       if (regnum >= 0)
2144         {
2145           /* Sigh - clobbers always have QImode.  But replace_reg knows
2146              that these regs can't be MODE_INT and will assert.  Just put
2147              the right reg there without calling replace_reg.  */
2148
2149           *clobber_loc[i] = FP_MODE_REG (regnum, DFmode);
2150         }
2151     }
2152
2153   /* Now remove from REGSTACK any inputs that the asm implicitly popped.  */
2154
2155   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2156     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2157       {
2158         /* An input reg is implicitly popped if it is tied to an
2159            output, or if there is a CLOBBER for it.  */
2160         int j;
2161
2162         for (j = 0; j < n_clobbers; j++)
2163           if (operands_match_p (clobber_reg[j], recog_data.operand[i]))
2164             break;
2165
2166         if (j < n_clobbers || recog_op_alt[i][alt].matches >= 0)
2167           {
2168             /* recog_data.operand[i] might not be at the top of stack.
2169                But that's OK, because all we need to do is pop the
2170                right number of regs off of the top of the reg-stack.
2171                record_asm_stack_regs guaranteed that all implicitly
2172                popped regs were grouped at the top of the reg-stack.  */
2173
2174             CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
2175                                 regstack->reg[regstack->top]);
2176             regstack->top--;
2177           }
2178       }
2179
2180   /* Now add to REGSTACK any outputs that the asm implicitly pushed.
2181      Note that there isn't any need to substitute register numbers.
2182      ???  Explain why this is true.  */
2183
2184   for (i = LAST_STACK_REG; i >= FIRST_STACK_REG; i--)
2185     {
2186       /* See if there is an output for this hard reg.  */
2187       int j;
2188
2189       for (j = 0; j < n_outputs; j++)
2190         if (STACK_REG_P (recog_data.operand[j])
2191             && REGNO (recog_data.operand[j]) == (unsigned) i)
2192           {
2193             regstack->reg[++regstack->top] = i;
2194             SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, i);
2195             break;
2196           }
2197     }
2198
2199   /* Now emit a pop insn for any REG_UNUSED output, or any REG_DEAD
2200      input that the asm didn't implicitly pop.  If the asm didn't
2201      implicitly pop an input reg, that reg will still be live.
2202
2203      Note that we can't use find_regno_note here: the register numbers
2204      in the death notes have already been substituted.  */
2205
2206   for (i = 0; i < n_outputs; i++)
2207     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2208       {
2209         int j;
2210
2211         for (j = 0; j < n_notes; j++)
2212           if (REGNO (recog_data.operand[i]) == REGNO (note_reg[j])
2213               && note_kind[j] == REG_UNUSED)
2214             {
2215               insn = emit_pop_insn (insn, regstack, recog_data.operand[i],
2216                                     EMIT_AFTER);
2217               break;
2218             }
2219       }
2220
2221   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2222     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2223       {
2224         int j;
2225
2226         for (j = 0; j < n_notes; j++)
2227           if (REGNO (recog_data.operand[i]) == REGNO (note_reg[j])
2228               && note_kind[j] == REG_DEAD
2229               && TEST_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
2230                                     REGNO (recog_data.operand[i])))
2231             {
2232               insn = emit_pop_insn (insn, regstack, recog_data.operand[i],
2233                                     EMIT_AFTER);
2234               break;
2235             }
2236       }
2237 }
2238 \f
2239 /* Substitute stack hard reg numbers for stack virtual registers in
2240    INSN.  Non-stack register numbers are not changed.  REGSTACK is the
2241    current stack content.  Insns may be emitted as needed to arrange the
2242    stack for the 387 based on the contents of the insn.  Return whether
2243    a control flow insn was deleted in the process.  */
2244
2245 static bool
2246 subst_stack_regs (rtx insn, stack regstack)
2247 {
2248   rtx *note_link, note;
2249   bool control_flow_insn_deleted = false;
2250   int i;
2251
2252   if (CALL_P (insn))
2253     {
2254       int top = regstack->top;
2255
2256       /* If there are any floating point parameters to be passed in
2257          registers for this call, make sure they are in the right
2258          order.  */
2259
2260       if (top >= 0)
2261         {
2262           straighten_stack (insn, regstack);
2263
2264           /* Now mark the arguments as dead after the call.  */
2265
2266           while (regstack->top >= 0)
2267             {
2268               CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, FIRST_STACK_REG + regstack->top);
2269               regstack->top--;
2270             }
2271         }
2272     }
2273
2274   /* Do the actual substitution if any stack regs are mentioned.
2275      Since we only record whether entire insn mentions stack regs, and
2276      subst_stack_regs_pat only works for patterns that contain stack regs,
2277      we must check each pattern in a parallel here.  A call_value_pop could
2278      fail otherwise.  */
2279
2280   if (stack_regs_mentioned (insn))
2281     {
2282       int n_operands = asm_noperands (PATTERN (insn));
2283       if (n_operands >= 0)
2284         {
2285           /* This insn is an `asm' with operands.  Decode the operands,
2286              decide how many are inputs, and do register substitution.
2287              Any REG_UNUSED notes will be handled by subst_asm_stack_regs.  */
2288
2289           subst_asm_stack_regs (insn, regstack);
2290           return control_flow_insn_deleted;
2291         }
2292
2293       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2294         for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (insn), 0); i++)
2295           {
2296             if (stack_regs_mentioned_p (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i)))
2297               {
2298                 if (GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i)) == CLOBBER)
2299                    XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i)
2300                      = shallow_copy_rtx (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i));
2301                 control_flow_insn_deleted
2302                   |= subst_stack_regs_pat (insn, regstack,
2303                                            XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i));
2304               }
2305           }
2306       else
2307         control_flow_insn_deleted
2308           |= subst_stack_regs_pat (insn, regstack, PATTERN (insn));
2309     }
2310
2311   /* subst_stack_regs_pat may have deleted a no-op insn.  If so, any
2312      REG_UNUSED will already have been dealt with, so just return.  */
2313
2314   if (NOTE_P (insn) || INSN_DELETED_P (insn))
2315     return control_flow_insn_deleted;
2316
2317   /* If this a noreturn call, we can't insert pop insns after it.
2318      Instead, reset the stack state to empty.  */
2319   if (CALL_P (insn)
2320       && find_reg_note (insn, REG_NORETURN, NULL))
2321     {
2322       regstack->top = -1;
2323       CLEAR_HARD_REG_SET (regstack->reg_set);
2324       return control_flow_insn_deleted;
2325     }
2326
2327   /* If there is a REG_UNUSED note on a stack register on this insn,
2328      the indicated reg must be popped.  The REG_UNUSED note is removed,
2329      since the form of the newly emitted pop insn references the reg,
2330      making it no longer `unset'.  */
2331
2332   note_link = &REG_NOTES (insn);
2333   for (note = *note_link; note; note = XEXP (note, 1))
2334     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_UNUSED && STACK_REG_P (XEXP (note, 0)))
2335       {
2336         *note_link = XEXP (note, 1);
2337         insn = emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (note, 0), EMIT_AFTER);
2338       }
2339     else
2340       note_link = &XEXP (note, 1);
2341
2342   return control_flow_insn_deleted;
2343 }
2344 \f
2345 /* Change the organization of the stack so that it fits a new basic
2346    block.  Some registers might have to be popped, but there can never be
2347    a register live in the new block that is not now live.
2348
2349    Insert any needed insns before or after INSN, as indicated by
2350    WHERE.  OLD is the original stack layout, and NEW is the desired
2351    form.  OLD is updated to reflect the code emitted, i.e., it will be
2352    the same as NEW upon return.
2353
2354    This function will not preserve block_end[].  But that information
2355    is no longer needed once this has executed.  */
2356
2357 static void
2358 change_stack (rtx insn, stack old, stack new_stack, enum emit_where where)
2359 {
2360   int reg;
2361   int update_end = 0;
2362   int i;
2363
2364   /* Stack adjustments for the first insn in a block update the
2365      current_block's stack_in instead of inserting insns directly.
2366      compensate_edges will add the necessary code later.  */
2367   if (current_block
2368       && starting_stack_p
2369       && where == EMIT_BEFORE)
2370     {
2371       BLOCK_INFO (current_block)->stack_in = *new_stack;
2372       starting_stack_p = false;
2373       *old = *new_stack;
2374       return;
2375     }
2376
2377   /* We will be inserting new insns "backwards".  If we are to insert
2378      after INSN, find the next insn, and insert before it.  */
2379
2380   if (where == EMIT_AFTER)
2381     {
2382       if (current_block && BB_END (current_block) == insn)
2383         update_end = 1;
2384       insn = NEXT_INSN (insn);
2385     }
2386
2387   /* Initialize partially dead variables.  */
2388   for (i = FIRST_STACK_REG; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
2389     if (TEST_HARD_REG_BIT (new_stack->reg_set, i)
2390         && !TEST_HARD_REG_BIT (old->reg_set, i))
2391       {
2392         old->reg[++old->top] = i;
2393         SET_HARD_REG_BIT (old->reg_set, i);
2394         emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode,
2395                                        FP_MODE_REG (i, SFmode), not_a_num), insn);
2396       }
2397
2398   /* Pop any registers that are not needed in the new block.  */
2399
2400   /* If the destination block's stack already has a specified layout
2401      and contains two or more registers, use a more intelligent algorithm
2402      to pop registers that minimizes the number number of fxchs below.  */
2403   if (new_stack->top > 0)
2404     {
2405       bool slots[REG_STACK_SIZE];
2406       int pops[REG_STACK_SIZE];
2407       int next, dest, topsrc;
2408
2409       /* First pass to determine the free slots.  */
2410       for (reg = 0; reg <= new_stack->top; reg++)
2411         slots[reg] = TEST_HARD_REG_BIT (new_stack->reg_set, old->reg[reg]);
2412
2413       /* Second pass to allocate preferred slots.  */
2414       topsrc = -1;
2415       for (reg = old->top; reg > new_stack->top; reg--)
2416         if (TEST_HARD_REG_BIT (new_stack->reg_set, old->reg[reg]))
2417           {
2418             dest = -1;
2419             for (next = 0; next <= new_stack->top; next++)
2420               if (!slots[next] && new_stack->reg[next] == old->reg[reg])
2421                 {
2422                   /* If this is a preference for the new top of stack, record
2423                      the fact by remembering it's old->reg in topsrc.  */
2424                   if (next == new_stack->top)
2425                     topsrc = reg;
2426                   slots[next] = true;
2427                   dest = next;
2428                   break;
2429                 }
2430             pops[reg] = dest;
2431           }
2432         else
2433           pops[reg] = reg;
2434
2435       /* Intentionally, avoid placing the top of stack in it's correct
2436          location, if we still need to permute the stack below and we
2437          can usefully place it somewhere else.  This is the case if any
2438          slot is still unallocated, in which case we should place the
2439          top of stack there.  */
2440       if (topsrc != -1)
2441         for (reg = 0; reg < new_stack->top; reg++)
2442           if (!slots[reg])
2443             {
2444               pops[topsrc] = reg;
2445               slots[new_stack->top] = false;
2446               slots[reg] = true;
2447               break;
2448             }
2449
2450       /* Third pass allocates remaining slots and emits pop insns.  */
2451       next = new_stack->top;
2452       for (reg = old->top; reg > new_stack->top; reg--)
2453         {
2454           dest = pops[reg];
2455           if (dest == -1)
2456             {
2457               /* Find next free slot.  */
2458               while (slots[next])
2459                 next--;
2460               dest = next--;
2461             }
2462           emit_pop_insn (insn, old, FP_MODE_REG (old->reg[dest], DFmode),
2463                          EMIT_BEFORE);
2464         }
2465     }
2466   else
2467     {
2468       /* The following loop attempts to maximize the number of times we
2469          pop the top of the stack, as this permits the use of the faster
2470          ffreep instruction on platforms that support it.  */
2471       int live, next;
2472
2473       live = 0;
2474       for (reg = 0; reg <= old->top; reg++)
2475         if (TEST_HARD_REG_BIT (new_stack->reg_set, old->reg[reg]))
2476           live++;
2477
2478       next = live;
2479       while (old->top >= live)
2480         if (TEST_HARD_REG_BIT (new_stack->reg_set, old->reg[old->top]))
2481           {
2482             while (TEST_HARD_REG_BIT (new_stack->reg_set, old->reg[next]))
2483               next--;
2484             emit_pop_insn (insn, old, FP_MODE_REG (old->reg[next], DFmode),
2485                            EMIT_BEFORE);
2486           }
2487         else
2488           emit_pop_insn (insn, old, FP_MODE_REG (old->reg[old->top], DFmode),
2489                          EMIT_BEFORE);
2490     }
2491
2492   if (new_stack->top == -2)
2493     {
2494       /* If the new block has never been processed, then it can inherit
2495          the old stack order.  */
2496
2497       new_stack->top = old->top;
2498       memcpy (new_stack->reg, old->reg, sizeof (new_stack->reg));
2499     }
2500   else
2501     {
2502       /* This block has been entered before, and we must match the
2503          previously selected stack order.  */
2504
2505       /* By now, the only difference should be the order of the stack,
2506          not their depth or liveliness.  */
2507
2508       gcc_assert (hard_reg_set_equal_p (old->reg_set, new_stack->reg_set));
2509       gcc_assert (old->top == new_stack->top);
2510
2511       /* If the stack is not empty (new_stack->top != -1), loop here emitting
2512          swaps until the stack is correct.
2513
2514          The worst case number of swaps emitted is N + 2, where N is the
2515          depth of the stack.  In some cases, the reg at the top of
2516          stack may be correct, but swapped anyway in order to fix
2517          other regs.  But since we never swap any other reg away from
2518          its correct slot, this algorithm will converge.  */
2519
2520       if (new_stack->top != -1)
2521         do
2522           {
2523             /* Swap the reg at top of stack into the position it is
2524                supposed to be in, until the correct top of stack appears.  */
2525
2526             while (old->reg[old->top] != new_stack->reg[new_stack->top])
2527               {
2528                 for (reg = new_stack->top; reg >= 0; reg--)
2529                   if (new_stack->reg[reg] == old->reg[old->top])
2530                     break;
2531
2532                 gcc_assert (reg != -1);
2533
2534                 emit_swap_insn (insn, old,
2535                                 FP_MODE_REG (old->reg[reg], DFmode));
2536               }
2537
2538             /* See if any regs remain incorrect.  If so, bring an
2539              incorrect reg to the top of stack, and let the while loop
2540              above fix it.  */
2541
2542             for (reg = new_stack->top; reg >= 0; reg--)
2543               if (new_stack->reg[reg] != old->reg[reg])
2544                 {
2545                   emit_swap_insn (insn, old,
2546                                   FP_MODE_REG (old->reg[reg], DFmode));
2547                   break;
2548                 }
2549           } while (reg >= 0);
2550
2551       /* At this point there must be no differences.  */
2552
2553       for (reg = old->top; reg >= 0; reg--)
2554         gcc_assert (old->reg[reg] == new_stack->reg[reg]);
2555     }
2556
2557   if (update_end)
2558     BB_END (current_block) = PREV_INSN (insn);
2559 }
2560 \f
2561 /* Print stack configuration.  */
2562
2563 static void
2564 print_stack (FILE *file, stack s)
2565 {
2566   if (! file)
2567     return;
2568
2569   if (s->top == -2)
2570     fprintf (file, "uninitialized\n");
2571   else if (s->top == -1)
2572     fprintf (file, "empty\n");
2573   else
2574     {
2575       int i;
2576       fputs ("[ ", file);
2577       for (i = 0; i <= s->top; ++i)
2578         fprintf (file, "%d ", s->reg[i]);
2579       fputs ("]\n", file);
2580     }
2581 }
2582 \f
2583 /* This function was doing life analysis.  We now let the regular live
2584    code do it's job, so we only need to check some extra invariants
2585    that reg-stack expects.  Primary among these being that all registers
2586    are initialized before use.
2587
2588    The function returns true when code was emitted to CFG edges and
2589    commit_edge_insertions needs to be called.  */
2590
2591 static int
2592 convert_regs_entry (void)
2593 {
2594   int inserted = 0;
2595   edge e;
2596   edge_iterator ei;
2597
2598   /* Load something into each stack register live at function entry.
2599      Such live registers can be caused by uninitialized variables or
2600      functions not returning values on all paths.  In order to keep
2601      the push/pop code happy, and to not scrog the register stack, we
2602      must put something in these registers.  Use a QNaN.
2603
2604      Note that we are inserting converted code here.  This code is
2605      never seen by the convert_regs pass.  */
2606
2607   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
2608     {
2609       basic_block block = e->dest;
2610       block_info bi = BLOCK_INFO (block);
2611       int reg, top = -1;
2612
2613       for (reg = LAST_STACK_REG; reg >= FIRST_STACK_REG; --reg)
2614         if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->stack_in.reg_set, reg))
2615           {
2616             rtx init;
2617
2618             bi->stack_in.reg[++top] = reg;
2619
2620             init = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2621                                 FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, SFmode),
2622                                 not_a_num);
2623             insert_insn_on_edge (init, e);
2624             inserted = 1;
2625           }
2626
2627       bi->stack_in.top = top;
2628     }
2629
2630   return inserted;
2631 }
2632
2633 /* Construct the desired stack for function exit.  This will either
2634    be `empty', or the function return value at top-of-stack.  */
2635
2636 static void
2637 convert_regs_exit (void)
2638 {
2639   int value_reg_low, value_reg_high;
2640   stack output_stack;
2641   rtx retvalue;
2642
2643   retvalue = stack_result (current_function_decl);
2644   value_reg_low = value_reg_high = -1;
2645   if (retvalue)
2646     {
2647       value_reg_low = REGNO (retvalue);
2648       value_reg_high = END_HARD_REGNO (retvalue) - 1;
2649     }
2650
2651   output_stack = &BLOCK_INFO (EXIT_BLOCK_PTR)->stack_in;
2652   if (value_reg_low == -1)
2653     output_stack->top = -1;
2654   else
2655     {
2656       int reg;
2657
2658       output_stack->top = value_reg_high - value_reg_low;
2659       for (reg = value_reg_low; reg <= value_reg_high; ++reg)
2660         {
2661           output_stack->reg[value_reg_high - reg] = reg;
2662           SET_HARD_REG_BIT (output_stack->reg_set, reg);
2663         }
2664     }
2665 }
2666
2667 /* Copy the stack info from the end of edge E's source block to the
2668    start of E's destination block.  */
2669
2670 static void
2671 propagate_stack (edge e)
2672 {
2673   stack src_stack = &BLOCK_INFO (e->src)->stack_out;
2674   stack dest_stack = &BLOCK_INFO (e->dest)->stack_in;
2675   int reg;
2676
2677   /* Preserve the order of the original stack, but check whether
2678      any pops are needed.  */
2679   dest_stack->top = -1;
2680   for (reg = 0; reg <= src_stack->top; ++reg)
2681     if (TEST_HARD_REG_BIT (dest_stack->reg_set, src_stack->reg[reg]))
2682       dest_stack->reg[++dest_stack->top] = src_stack->reg[reg];
2683
2684   /* Push in any partially dead values.  */
2685   for (reg = FIRST_STACK_REG; reg < LAST_STACK_REG + 1; reg++)
2686     if (TEST_HARD_REG_BIT (dest_stack->reg_set, reg)
2687         && !TEST_HARD_REG_BIT (src_stack->reg_set, reg))
2688       dest_stack->reg[++dest_stack->top] = reg;
2689 }
2690
2691
2692 /* Adjust the stack of edge E's source block on exit to match the stack
2693    of it's target block upon input.  The stack layouts of both blocks
2694    should have been defined by now.  */
2695
2696 static bool
2697 compensate_edge (edge e)
2698 {
2699   basic_block source = e->src, target = e->dest;
2700   stack target_stack = &BLOCK_INFO (target)->stack_in;
2701   stack source_stack = &BLOCK_INFO (source)->stack_out;
2702   struct stack_def regstack;
2703   int reg;
2704
2705   if (dump_file)
2706     fprintf (dump_file, "Edge %d->%d: ", source->index, target->index);
2707
2708   gcc_assert (target_stack->top != -2);
2709
2710   /* Check whether stacks are identical.  */
2711   if (target_stack->top == source_stack->top)
2712     {
2713       for (reg = target_stack->top; reg >= 0; --reg)
2714         if (target_stack->reg[reg] != source_stack->reg[reg])
2715           break;
2716
2717       if (reg == -1)
2718         {
2719           if (dump_file)
2720             fprintf (dump_file, "no changes needed\n");
2721           return false;
2722         }
2723     }
2724
2725   if (dump_file)
2726     {
2727       fprintf (dump_file, "correcting stack to ");
2728       print_stack (dump_file, target_stack);
2729     }
2730
2731   /* Abnormal calls may appear to have values live in st(0), but the
2732      abnormal return path will not have actually loaded the values.  */
2733   if (e->flags & EDGE_ABNORMAL_CALL)
2734     {
2735       /* Assert that the lifetimes are as we expect -- one value
2736          live at st(0) on the end of the source block, and no
2737          values live at the beginning of the destination block.
2738          For complex return values, we may have st(1) live as well.  */
2739       gcc_assert (source_stack->top == 0 || source_stack->top == 1);
2740       gcc_assert (target_stack->top == -1);
2741       return false;
2742     }
2743
2744   /* Handle non-call EH edges specially.  The normal return path have
2745      values in registers.  These will be popped en masse by the unwind
2746      library.  */
2747   if (e->flags & EDGE_EH)
2748     {
2749       gcc_assert (target_stack->top == -1);
2750       return false;
2751     }
2752
2753   /* We don't support abnormal edges.  Global takes care to
2754      avoid any live register across them, so we should never
2755      have to insert instructions on such edges.  */
2756   gcc_assert (! (e->flags & EDGE_ABNORMAL));
2757
2758   /* Make a copy of source_stack as change_stack is destructive.  */
2759   regstack = *source_stack;
2760
2761   /* It is better to output directly to the end of the block
2762      instead of to the edge, because emit_swap can do minimal
2763      insn scheduling.  We can do this when there is only one
2764      edge out, and it is not abnormal.  */
2765   if (EDGE_COUNT (source->succs) == 1)
2766     {
2767       current_block = source;
2768       change_stack (BB_END (source), &regstack, target_stack,
2769                     (JUMP_P (BB_END (source)) ? EMIT_BEFORE : EMIT_AFTER));
2770     }
2771   else
2772     {
2773       rtx seq, after;
2774
2775       current_block = NULL;
2776       start_sequence ();
2777
2778       /* ??? change_stack needs some point to emit insns after.  */
2779       after = emit_note (NOTE_INSN_DELETED);
2780
2781       change_stack (after, &regstack, target_stack, EMIT_BEFORE);
2782
2783       seq = get_insns ();
2784       end_sequence ();
2785
2786       insert_insn_on_edge (seq, e);
2787       return true;
2788     }
2789   return false;
2790 }
2791
2792 /* Traverse all non-entry edges in the CFG, and emit the necessary
2793    edge compensation code to change the stack from stack_out of the
2794    source block to the stack_in of the destination block.  */
2795
2796 static bool
2797 compensate_edges (void)
2798 {
2799   bool inserted = false;
2800   basic_block bb;
2801
2802   starting_stack_p = false;
2803
2804   FOR_EACH_BB (bb)
2805     if (bb != ENTRY_BLOCK_PTR)
2806       {
2807         edge e;
2808         edge_iterator ei;
2809
2810         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2811           inserted |= compensate_edge (e);
2812       }
2813   return inserted;
2814 }
2815
2816 /* Select the better of two edges E1 and E2 to use to determine the
2817    stack layout for their shared destination basic block.  This is
2818    typically the more frequently executed.  The edge E1 may be NULL
2819    (in which case E2 is returned), but E2 is always non-NULL.  */
2820
2821 static edge
2822 better_edge (edge e1, edge e2)
2823 {
2824   if (!e1)
2825     return e2;
2826
2827   if (EDGE_FREQUENCY (e1) > EDGE_FREQUENCY (e2))
2828     return e1;
2829   if (EDGE_FREQUENCY (e1) < EDGE_FREQUENCY (e2))
2830     return e2;
2831
2832   if (e1->count > e2->count)
2833     return e1;
2834   if (e1->count < e2->count)
2835     return e2;
2836
2837   /* Prefer critical edges to minimize inserting compensation code on
2838      critical edges.  */
2839
2840   if (EDGE_CRITICAL_P (e1) != EDGE_CRITICAL_P (e2))
2841     return EDGE_CRITICAL_P (e1) ? e1 : e2;
2842
2843   /* Avoid non-deterministic behavior.  */
2844   return (e1->src->index < e2->src->index) ? e1 : e2;
2845 }
2846
2847 /* Convert stack register references in one block.  */
2848
2849 static void
2850 convert_regs_1 (basic_block block)
2851 {
2852   struct stack_def regstack;
2853   block_info bi = BLOCK_INFO (block);
2854   int reg;
2855   rtx insn, next;
2856   bool control_flow_insn_deleted = false;
2857
2858   any_malformed_asm = false;
2859
2860   /* Choose an initial stack layout, if one hasn't already been chosen.  */
2861   if (bi->stack_in.top == -2)
2862     {
2863       edge e, beste = NULL;
2864       edge_iterator ei;
2865
2866       /* Select the best incoming edge (typically the most frequent) to
2867          use as a template for this basic block.  */
2868       FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->preds)
2869         if (BLOCK_INFO (e->src)->done)
2870           beste = better_edge (beste, e);
2871
2872       if (beste)
2873         propagate_stack (beste);
2874       else
2875         {
2876           /* No predecessors.  Create an arbitrary input stack.  */
2877           bi->stack_in.top = -1;
2878           for (reg = LAST_STACK_REG; reg >= FIRST_STACK_REG; --reg)
2879             if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->stack_in.reg_set, reg))
2880               bi->stack_in.reg[++bi->stack_in.top] = reg;
2881         }
2882     }
2883
2884   if (dump_file)
2885     {
2886       fprintf (dump_file, "\nBasic block %d\nInput stack: ", block->index);
2887       print_stack (dump_file, &bi->stack_in);
2888     }
2889
2890   /* Process all insns in this block.  Keep track of NEXT so that we
2891      don't process insns emitted while substituting in INSN.  */
2892   current_block = block;
2893   next = BB_HEAD (block);
2894   regstack = bi->stack_in;
2895   starting_stack_p = true;
2896
2897   do
2898     {
2899       insn = next;
2900       next = NEXT_INSN (insn);
2901
2902       /* Ensure we have not missed a block boundary.  */
2903       gcc_assert (next);
2904       if (insn == BB_END (block))
2905         next = NULL;
2906
2907       /* Don't bother processing unless there is a stack reg
2908          mentioned or if it's a CALL_INSN.  */
2909       if (stack_regs_mentioned (insn)
2910           || CALL_P (insn))
2911         {
2912           if (dump_file)
2913             {
2914               fprintf (dump_file, "  insn %d input stack: ",
2915                        INSN_UID (insn));
2916               print_stack (dump_file, &regstack);
2917             }
2918           control_flow_insn_deleted |= subst_stack_regs (insn, &regstack);
2919           starting_stack_p = false;
2920         }
2921     }
2922   while (next);
2923
2924   if (dump_file)
2925     {
2926       fprintf (dump_file, "Expected live registers [");
2927       for (reg = FIRST_STACK_REG; reg <= LAST_STACK_REG; ++reg)
2928         if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->out_reg_set, reg))
2929           fprintf (dump_file, " %d", reg);
2930       fprintf (dump_file, " ]\nOutput stack: ");
2931       print_stack (dump_file, &regstack);
2932     }
2933
2934   insn = BB_END (block);
2935   if (JUMP_P (insn))
2936     insn = PREV_INSN (insn);
2937
2938   /* If the function is declared to return a value, but it returns one
2939      in only some cases, some registers might come live here.  Emit
2940      necessary moves for them.  */
2941
2942   for (reg = FIRST_STACK_REG; reg <= LAST_STACK_REG; ++reg)
2943     {
2944       if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->out_reg_set, reg)
2945           && ! TEST_HARD_REG_BIT (regstack.reg_set, reg))
2946         {
2947           rtx set;
2948
2949           if (dump_file)
2950             fprintf (dump_file, "Emitting insn initializing reg %d\n", reg);
2951
2952           set = gen_rtx_SET (VOIDmode, FP_MODE_REG (reg, SFmode), not_a_num);
2953           insn = emit_insn_after (set, insn);
2954           control_flow_insn_deleted |= subst_stack_regs (insn, &regstack);
2955         }
2956     }
2957   
2958   /* Amongst the insns possibly deleted during the substitution process above,
2959      might have been the only trapping insn in the block.  We purge the now
2960      possibly dead EH edges here to avoid an ICE from fixup_abnormal_edges,
2961      called at the end of convert_regs.  The order in which we process the
2962      blocks ensures that we never delete an already processed edge.
2963
2964      Note that, at this point, the CFG may have been damaged by the emission
2965      of instructions after an abnormal call, which moves the basic block end
2966      (and is the reason why we call fixup_abnormal_edges later).  So we must
2967      be sure that the trapping insn has been deleted before trying to purge
2968      dead edges, otherwise we risk purging valid edges.
2969
2970      ??? We are normally supposed not to delete trapping insns, so we pretend
2971      that the insns deleted above don't actually trap.  It would have been
2972      better to detect this earlier and avoid creating the EH edge in the first
2973      place, still, but we don't have enough information at that time.  */
2974
2975   if (control_flow_insn_deleted)
2976     purge_dead_edges (block);
2977
2978   /* Something failed if the stack lives don't match.  If we had malformed
2979      asms, we zapped the instruction itself, but that didn't produce the
2980      same pattern of register kills as before.  */
2981      
2982   gcc_assert (hard_reg_set_equal_p (regstack.reg_set, bi->out_reg_set)
2983               || any_malformed_asm);
2984   bi->stack_out = regstack;
2985   bi->done = true;
2986 }
2987
2988 /* Convert registers in all blocks reachable from BLOCK.  */
2989
2990 static void
2991 convert_regs_2 (basic_block block)
2992 {
2993   basic_block *stack, *sp;
2994
2995   /* We process the blocks in a top-down manner, in a way such that one block
2996      is only processed after all its predecessors.  The number of predecessors
2997      of every block has already been computed.  */ 
2998
2999   stack = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
3000   sp = stack;
3001
3002   *sp++ = block;
3003
3004   do
3005     {
3006       edge e;
3007       edge_iterator ei;
3008
3009       block = *--sp;
3010
3011       /* Processing BLOCK is achieved by convert_regs_1, which may purge
3012          some dead EH outgoing edge after the deletion of the trapping
3013          insn inside the block.  Since the number of predecessors of
3014          BLOCK's successors was computed based on the initial edge set,
3015          we check the necessity to process some of these successors
3016          before such an edge deletion may happen.  However, there is
3017          a pitfall: if BLOCK is the only predecessor of a successor and
3018          the edge between them happens to be deleted, the successor
3019          becomes unreachable and should not be processed.  The problem
3020          is that there is no way to preventively detect this case so we
3021          stack the successor in all cases and hand over the task of
3022          fixing up the discrepancy to convert_regs_1.  */
3023
3024       FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->succs)
3025         if (! (e->flags & EDGE_DFS_BACK))
3026           {
3027             BLOCK_INFO (e->dest)->predecessors--;
3028             if (!BLOCK_INFO (e->dest)->predecessors)
3029               *sp++ = e->dest;
3030           }
3031
3032       convert_regs_1 (block);
3033     }
3034   while (sp != stack);
3035
3036   free (stack);
3037 }
3038
3039 /* Traverse all basic blocks in a function, converting the register
3040    references in each insn from the "flat" register file that gcc uses,
3041    to the stack-like registers the 387 uses.  */
3042
3043 static void
3044 convert_regs (void)
3045 {
3046   int inserted;
3047   basic_block b;
3048   edge e;
3049   edge_iterator ei;
3050
3051   /* Initialize uninitialized registers on function entry.  */
3052   inserted = convert_regs_entry ();
3053
3054   /* Construct the desired stack for function exit.  */
3055   convert_regs_exit ();
3056   BLOCK_INFO (EXIT_BLOCK_PTR)->done = 1;
3057
3058   /* ??? Future: process inner loops first, and give them arbitrary
3059      initial stacks which emit_swap_insn can modify.  This ought to
3060      prevent double fxch that often appears at the head of a loop.  */
3061
3062   /* Process all blocks reachable from all entry points.  */
3063   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
3064     convert_regs_2 (e->dest);
3065
3066   /* ??? Process all unreachable blocks.  Though there's no excuse
3067      for keeping these even when not optimizing.  */
3068   FOR_EACH_BB (b)
3069     {
3070       block_info bi = BLOCK_INFO (b);
3071
3072       if (! bi->done)
3073         convert_regs_2 (b);
3074     }
3075
3076   inserted |= compensate_edges ();
3077
3078   clear_aux_for_blocks ();
3079
3080   fixup_abnormal_edges ();
3081   if (inserted)
3082     commit_edge_insertions ();
3083
3084   if (dump_file)
3085     fputc ('\n', dump_file);
3086 }
3087 \f
3088 /* Convert register usage from "flat" register file usage to a "stack
3089    register file.  FILE is the dump file, if used.
3090
3091    Construct a CFG and run life analysis.  Then convert each insn one
3092    by one.  Run a last cleanup_cfg pass, if optimizing, to eliminate
3093    code duplication created when the converter inserts pop insns on
3094    the edges.  */
3095
3096 static bool
3097 reg_to_stack (void)
3098 {
3099   basic_block bb;
3100   int i;
3101   int max_uid;
3102
3103   /* Clean up previous run.  */
3104   if (stack_regs_mentioned_data != NULL)
3105     VEC_free (char, heap, stack_regs_mentioned_data);
3106
3107   /* See if there is something to do.  Flow analysis is quite
3108      expensive so we might save some compilation time.  */
3109   for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
3110     if (df_regs_ever_live_p (i))
3111       break;
3112   if (i > LAST_STACK_REG)
3113     return false;
3114
3115   df_note_add_problem ();
3116   df_analyze ();
3117
3118   mark_dfs_back_edges ();
3119
3120   /* Set up block info for each basic block.  */
3121   alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct block_info_def));
3122   FOR_EACH_BB (bb)
3123     {
3124       block_info bi = BLOCK_INFO (bb);
3125       edge_iterator ei;
3126       edge e;
3127       int reg;
3128
3129       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3130         if (!(e->flags & EDGE_DFS_BACK)
3131             && e->src != ENTRY_BLOCK_PTR)
3132           bi->predecessors++;
3133
3134       /* Set current register status at last instruction `uninitialized'.  */
3135       bi->stack_in.top = -2;
3136
3137       /* Copy live_at_end and live_at_start into temporaries.  */
3138       for (reg = FIRST_STACK_REG; reg <= LAST_STACK_REG; reg++)
3139         {
3140           if (REGNO_REG_SET_P (DF_LR_OUT (bb), reg))
3141             SET_HARD_REG_BIT (bi->out_reg_set, reg);
3142           if (REGNO_REG_SET_P (DF_LR_IN (bb), reg))
3143             SET_HARD_REG_BIT (bi->stack_in.reg_set, reg);
3144         }
3145     }
3146
3147   /* Create the replacement registers up front.  */
3148   for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
3149     {
3150       enum machine_mode mode;
3151       for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_FLOAT);
3152            mode != VOIDmode;
3153            mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
3154         FP_MODE_REG (i, mode) = gen_rtx_REG (mode, i);
3155       for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_COMPLEX_FLOAT);
3156            mode != VOIDmode;
3157            mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
3158         FP_MODE_REG (i, mode) = gen_rtx_REG (mode, i);
3159     }
3160
3161   ix86_flags_rtx = gen_rtx_REG (CCmode, FLAGS_REG);
3162
3163   /* A QNaN for initializing uninitialized variables.
3164
3165      ??? We can't load from constant memory in PIC mode, because
3166      we're inserting these instructions before the prologue and
3167      the PIC register hasn't been set up.  In that case, fall back
3168      on zero, which we can get from `ldz'.  */
3169
3170   if ((flag_pic && !TARGET_64BIT)
3171       || ix86_cmodel == CM_LARGE || ix86_cmodel == CM_LARGE_PIC)
3172     not_a_num = CONST0_RTX (SFmode);
3173   else
3174     {
3175       not_a_num = gen_lowpart (SFmode, GEN_INT (0x7fc00000));
3176       not_a_num = force_const_mem (SFmode, not_a_num);
3177     }
3178
3179   /* Allocate a cache for stack_regs_mentioned.  */
3180   max_uid = get_max_uid ();
3181   stack_regs_mentioned_data = VEC_alloc (char, heap, max_uid + 1);
3182   memset (VEC_address (char, stack_regs_mentioned_data),
3183           0, sizeof (char) * max_uid + 1);
3184
3185   convert_regs ();
3186
3187   free_aux_for_blocks ();
3188   return true;
3189 }
3190 #endif /* STACK_REGS */
3191 \f
3192 static bool
3193 gate_handle_stack_regs (void)
3194 {
3195 #ifdef STACK_REGS
3196   return 1;
3197 #else
3198   return 0;
3199 #endif
3200 }
3201
3202 struct rtl_opt_pass pass_stack_regs =
3203 {
3204  {
3205   RTL_PASS,
3206   NULL,                                 /* name */
3207   gate_handle_stack_regs,               /* gate */
3208   NULL,                                 /* execute */
3209   NULL,                                 /* sub */
3210   NULL,                                 /* next */
3211   0,                                    /* static_pass_number */
3212   TV_REG_STACK,                         /* tv_id */
3213   0,                                    /* properties_required */
3214   0,                                    /* properties_provided */
3215   0,                                    /* properties_destroyed */
3216   0,                                    /* todo_flags_start */
3217   0                                     /* todo_flags_finish */
3218  }
3219 };
3220
3221 /* Convert register usage from flat register file usage to a stack
3222    register file.  */
3223 static unsigned int
3224 rest_of_handle_stack_regs (void)
3225 {
3226 #ifdef STACK_REGS
3227   reg_to_stack ();
3228   regstack_completed = 1;
3229 #endif
3230   return 0;
3231 }
3232
3233 struct rtl_opt_pass pass_stack_regs_run =
3234 {
3235  {
3236   RTL_PASS,
3237   "stack",                              /* name */
3238   NULL,                                 /* gate */
3239   rest_of_handle_stack_regs,            /* execute */
3240   NULL,                                 /* sub */
3241   NULL,                                 /* next */
3242   0,                                    /* static_pass_number */
3243   TV_REG_STACK,                         /* tv_id */
3244   0,                                    /* properties_required */
3245   0,                                    /* properties_provided */
3246   0,                                    /* properties_destroyed */
3247   0,                                    /* todo_flags_start */
3248   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
3249   TODO_dump_func |
3250   TODO_ggc_collect                      /* todo_flags_finish */
3251  }
3252 };