gcc/reg-stack.c

   1 /* Register to Stack convert for GNU compiler.
   2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999,
   3    2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
   4
   5    This file is part of GCC.
   6
   7    GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8    under the terms of the GNU General Public License as published by
   9    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  10    any later version.
  11
  12    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  13    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  14    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
  15    License for more details.
  16
  17    You should have received a copy of the GNU General Public License
  18    along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
  19    Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  20    02110-1301, USA.  */
  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 "varray.h"
 171 #include "reload.h"
 172 #include "ggc.h"
 173 #include "timevar.h"
 174 #include "tree-pass.h"
 175 #include "target.h"
 176 #include "vecprim.h"
 177
 178 #ifdef STACK_REGS
 179
 180 /* We use this array to cache info about insns, because otherwise we
 181    spend too much time in stack_regs_mentioned_p.
 182
 183    Indexed by insn UIDs.  A value of zero is uninitialized, one indicates
 184    the insn uses stack registers, two indicates the insn does not use
 185    stack registers.  */
 186 static VEC(char,heap) *stack_regs_mentioned_data;
 187
 188 #define REG_STACK_SIZE (LAST_STACK_REG - FIRST_STACK_REG + 1)
 189
 190 int regstack_completed = 0;
 191
 192 /* This is the basic stack record.  TOP is an index into REG[] such
 193    that REG[TOP] is the top of stack.  If TOP is -1 the stack is empty.
 194
 195    If TOP is -2, REG[] is not yet initialized.  Stack initialization
 196    consists of placing each live reg in array `reg' and setting `top'
 197    appropriately.
 198
 199    REG_SET indicates which registers are live.  */
 200
 201 typedef struct stack_def
 202 {
 203   int top;                      /* index to top stack element */
 204   HARD_REG_SET reg_set;         /* set of live registers */
 205   unsigned char reg[REG_STACK_SIZE];/* register - stack mapping */
 206 } *stack;
 207
 208 /* This is used to carry information about basic blocks.  It is
 209    attached to the AUX field of the standard CFG block.  */
 210
 211 typedef struct block_info_def
 212 {
 213   struct stack_def stack_in;    /* Input stack configuration.  */
 214   struct stack_def stack_out;   /* Output stack configuration.  */
 215   HARD_REG_SET out_reg_set;     /* Stack regs live on output.  */
 216   int done;                     /* True if block already converted.  */
 217   int predecessors;             /* Number of predecessors that need
 218                                    to be visited.  */
 219 } *block_info;
 220
 221 #define BLOCK_INFO(B)   ((block_info) (B)->aux)
 222
 223 /* Passed to change_stack to indicate where to emit insns.  */
 224 enum emit_where
 225 {
 226   EMIT_AFTER,
 227   EMIT_BEFORE
 228 };
 229
 230 /* The block we're currently working on.  */
 231 static basic_block current_block;
 232
 233 /* In the current_block, whether we're processing the first register
 234    stack or call instruction, i.e. the regstack is currently the
 235    same as BLOCK_INFO(current_block)->stack_in.  */
 236 static bool starting_stack_p;
 237
 238 /* This is the register file for all register after conversion.  */
 239 static rtx
 240   FP_mode_reg[LAST_STACK_REG+1-FIRST_STACK_REG][(int) MAX_MACHINE_MODE];
 241
 242 #define FP_MODE_REG(regno,mode) \
 243   (FP_mode_reg[(regno)-FIRST_STACK_REG][(int) (mode)])
 244
 245 /* Used to initialize uninitialized registers.  */
 246 static rtx not_a_num;
 247
 248 /* Forward declarations */
 249
 250 static int stack_regs_mentioned_p (rtx pat);
 251 static void pop_stack (stack, int);
 252 static rtx *get_true_reg (rtx *);
 253
 254 static int check_asm_stack_operands (rtx);
 255 static int get_asm_operand_n_inputs (rtx);
 256 static rtx stack_result (tree);
 257 static void replace_reg (rtx *, int);
 258 static void remove_regno_note (rtx, enum reg_note, unsigned int);
 259 static int get_hard_regnum (stack, rtx);
 260 static rtx emit_pop_insn (rtx, stack, rtx, enum emit_where);
 261 static void swap_to_top(rtx, stack, rtx, rtx);
 262 static bool move_for_stack_reg (rtx, stack, rtx);
 263 static bool move_nan_for_stack_reg (rtx, stack, rtx);
 264 static int swap_rtx_condition_1 (rtx);
 265 static int swap_rtx_condition (rtx);
 266 static void compare_for_stack_reg (rtx, stack, rtx);
 267 static bool subst_stack_regs_pat (rtx, stack, rtx);
 268 static void subst_asm_stack_regs (rtx, stack);
 269 static bool subst_stack_regs (rtx, stack);
 270 static void change_stack (rtx, stack, stack, enum emit_where);
 271 static void print_stack (FILE *, stack);
 272 static rtx next_flags_user (rtx);
 273 \f
 274 /* Return nonzero if any stack register is mentioned somewhere within PAT.  */
 275
 276 static int
 277 stack_regs_mentioned_p (rtx pat)
 278 {
 279   const char *fmt;
 280   int i;
 281
 282   if (STACK_REG_P (pat))
 283     return 1;
 284
 285   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (pat));
 286   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (pat)) - 1; i >= 0; i--)
 287     {
 288       if (fmt[i] == 'E')
 289         {
 290           int j;
 291
 292           for (j = XVECLEN (pat, i) - 1; j >= 0; j--)
 293             if (stack_regs_mentioned_p (XVECEXP (pat, i, j)))
 294               return 1;
 295         }
 296       else if (fmt[i] == 'e' && stack_regs_mentioned_p (XEXP (pat, i)))
 297         return 1;
 298     }
 299
 300   return 0;
 301 }
 302
 303 /* Return nonzero if INSN mentions stacked registers, else return zero.  */
 304
 305 int
 306 stack_regs_mentioned (rtx insn)
 307 {
 308   unsigned int uid, max;
 309   int test;
 310
 311   if (! INSN_P (insn) || !stack_regs_mentioned_data)
 312     return 0;
 313
 314   uid = INSN_UID (insn);
 315   max = VEC_length (char, stack_regs_mentioned_data);
 316   if (uid >= max)
 317     {
 318       /* Allocate some extra size to avoid too many reallocs, but
 319          do not grow too quickly.  */
 320       max = uid + uid / 20 + 1;
 321       VEC_safe_grow_cleared (char, heap, stack_regs_mentioned_data, max);
 322     }
 323
 324   test = VEC_index (char, stack_regs_mentioned_data, uid);
 325   if (test == 0)
 326     {
 327       /* This insn has yet to be examined.  Do so now.  */
 328       test = stack_regs_mentioned_p (PATTERN (insn)) ? 1 : 2;
 329       VEC_replace (char, stack_regs_mentioned_data, uid, test);
 330     }
 331
 332   return test == 1;
 333 }
 334 \f
 335 static rtx ix86_flags_rtx;
 336
 337 static rtx
 338 next_flags_user (rtx insn)
 339 {
 340   /* Search forward looking for the first use of this value.
 341      Stop at block boundaries.  */
 342
 343   while (insn != BB_END (current_block))
 344     {
 345       insn = NEXT_INSN (insn);
 346
 347       if (INSN_P (insn) && reg_mentioned_p (ix86_flags_rtx, PATTERN (insn)))
 348         return insn;
 349
 350       if (CALL_P (insn))
 351         return NULL_RTX;
 352     }
 353   return NULL_RTX;
 354 }
 355 \f
 356 /* Reorganize the stack into ascending numbers, before this insn.  */
 357
 358 static void
 359 straighten_stack (rtx insn, stack regstack)
 360 {
 361   struct stack_def temp_stack;
 362   int top;
 363
 364   /* If there is only a single register on the stack, then the stack is
 365      already in increasing order and no reorganization is needed.
 366
 367      Similarly if the stack is empty.  */
 368   if (regstack->top <= 0)
 369     return;
 370
 371   COPY_HARD_REG_SET (temp_stack.reg_set, regstack->reg_set);
 372
 373   for (top = temp_stack.top = regstack->top; top >= 0; top--)
 374     temp_stack.reg[top] = FIRST_STACK_REG + temp_stack.top - top;
 375
 376   change_stack (insn, regstack, &temp_stack, EMIT_BEFORE);
 377 }
 378
 379 /* Pop a register from the stack.  */
 380
 381 static void
 382 pop_stack (stack regstack, int regno)
 383 {
 384   int top = regstack->top;
 385
 386   CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, regno);
 387   regstack->top--;
 388   /* If regno was not at the top of stack then adjust stack.  */
 389   if (regstack->reg [top] != regno)
 390     {
 391       int i;
 392       for (i = regstack->top; i >= 0; i--)
 393         if (regstack->reg [i] == regno)
 394           {
 395             int j;
 396             for (j = i; j < top; j++)
 397               regstack->reg [j] = regstack->reg [j + 1];
 398             break;
 399           }
 400     }
 401 }
 402 \f
 403 /* Return a pointer to the REG expression within PAT.  If PAT is not a
 404    REG, possible enclosed by a conversion rtx, return the inner part of
 405    PAT that stopped the search.  */
 406
 407 static rtx *
 408 get_true_reg (rtx *pat)
 409 {
 410   for (;;)
 411     switch (GET_CODE (*pat))
 412       {
 413       case SUBREG:
 414         /* Eliminate FP subregister accesses in favor of the
 415            actual FP register in use.  */
 416         {
 417           rtx subreg;
 418           if (FP_REG_P (subreg = SUBREG_REG (*pat)))
 419             {
 420               int regno_off = subreg_regno_offset (REGNO (subreg),
 421                                                    GET_MODE (subreg),
 422                                                    SUBREG_BYTE (*pat),
 423                                                    GET_MODE (*pat));
 424               *pat = FP_MODE_REG (REGNO (subreg) + regno_off,
 425                                   GET_MODE (subreg));
 426             default:
 427               return pat;
 428             }
 429         }
 430       case FLOAT:
 431       case FIX:
 432       case FLOAT_EXTEND:
 433         pat = & XEXP (*pat, 0);
 434         break;
 435
 436       case UNSPEC:
 437         if (XINT (*pat, 1) == UNSPEC_TRUNC_NOOP)
 438           pat = & XVECEXP (*pat, 0, 0);
 439         return pat;
 440
 441       case FLOAT_TRUNCATE:
 442         if (!flag_unsafe_math_optimizations)
 443           return pat;
 444         pat = & XEXP (*pat, 0);
 445         break;
 446       }
 447 }
 448 \f
 449 /* Set if we find any malformed asms in a block.  */
 450 static bool any_malformed_asm;
 451
 452 /* There are many rules that an asm statement for stack-like regs must
 453    follow.  Those rules are explained at the top of this file: the rule
 454    numbers below refer to that explanation.  */
 455
 456 static int
 457 check_asm_stack_operands (rtx insn)
 458 {
 459   int i;
 460   int n_clobbers;
 461   int malformed_asm = 0;
 462   rtx body = PATTERN (insn);
 463
 464   char reg_used_as_output[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
 465   char implicitly_dies[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
 466   int alt;
 467
 468   rtx *clobber_reg = 0;
 469   int n_inputs, n_outputs;
 470
 471   /* Find out what the constraints require.  If no constraint
 472      alternative matches, this asm is malformed.  */
 473   extract_insn (insn);
 474   constrain_operands (1);
 475   alt = which_alternative;
 476
 477   preprocess_constraints ();
 478
 479   n_inputs = get_asm_operand_n_inputs (body);
 480   n_outputs = recog_data.n_operands - n_inputs;
 481
 482   if (alt < 0)
 483     {
 484       malformed_asm = 1;
 485       /* Avoid further trouble with this insn.  */
 486       PATTERN (insn) = gen_rtx_USE (VOIDmode, const0_rtx);
 487       return 0;
 488     }
 489
 490   /* Strip SUBREGs here to make the following code simpler.  */
 491   for (i = 0; i < recog_data.n_operands; i++)
 492     if (GET_CODE (recog_data.operand[i]) == SUBREG
 493         && REG_P (SUBREG_REG (recog_data.operand[i])))
 494       recog_data.operand[i] = SUBREG_REG (recog_data.operand[i]);
 495
 496   /* Set up CLOBBER_REG.  */
 497
 498   n_clobbers = 0;
 499
 500   if (GET_CODE (body) == PARALLEL)
 501     {
 502       clobber_reg = alloca (XVECLEN (body, 0) * sizeof (rtx));
 503
 504       for (i = 0; i < XVECLEN (body, 0); i++)
 505         if (GET_CODE (XVECEXP (body, 0, i)) == CLOBBER)
 506           {
 507             rtx clobber = XVECEXP (body, 0, i);
 508             rtx reg = XEXP (clobber, 0);
 509
 510             if (GET_CODE (reg) == SUBREG && REG_P (SUBREG_REG (reg)))
 511               reg = SUBREG_REG (reg);
 512
 513             if (STACK_REG_P (reg))
 514               {
 515                 clobber_reg[n_clobbers] = reg;
 516                 n_clobbers++;
 517               }
 518           }
 519     }
 520
 521   /* Enforce rule #4: Output operands must specifically indicate which
 522      reg an output appears in after an asm.  "=f" is not allowed: the
 523      operand constraints must select a class with a single reg.
 524
 525      Also enforce rule #5: Output operands must start at the top of
 526      the reg-stack: output operands may not "skip" a reg.  */
 527
 528   memset (reg_used_as_output, 0, sizeof (reg_used_as_output));
 529   for (i = 0; i < n_outputs; i++)
 530     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
 531       {
 532         if (reg_class_size[(int) recog_op_alt[i][alt].cl] != 1)
 533           {
 534             error_for_asm (insn, "output constraint %d must specify a single register", i);
 535             malformed_asm = 1;
 536           }
 537         else
 538           {
 539             int j;
 540
 541             for (j = 0; j < n_clobbers; j++)
 542               if (REGNO (recog_data.operand[i]) == REGNO (clobber_reg[j]))
 543                 {
 544                   error_for_asm (insn, "output constraint %d cannot be specified together with \"%s\" clobber",
 545                                  i, reg_names [REGNO (clobber_reg[j])]);
 546                   malformed_asm = 1;
 547                   break;
 548                 }
 549             if (j == n_clobbers)
 550               reg_used_as_output[REGNO (recog_data.operand[i])] = 1;
 551           }
 552       }
 553
 554
 555   /* Search for first non-popped reg.  */
 556   for (i = FIRST_STACK_REG; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
 557     if (! reg_used_as_output[i])
 558       break;
 559
 560   /* If there are any other popped regs, that's an error.  */
 561   for (; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
 562     if (reg_used_as_output[i])
 563       break;
 564
 565   if (i != LAST_STACK_REG + 1)
 566     {
 567       error_for_asm (insn, "output regs must be grouped at top of stack");
 568       malformed_asm = 1;
 569     }
 570
 571   /* Enforce rule #2: All implicitly popped input regs must be closer
 572      to the top of the reg-stack than any input that is not implicitly
 573      popped.  */
 574
 575   memset (implicitly_dies, 0, sizeof (implicitly_dies));
 576   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
 577     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
 578       {
 579         /* An input reg is implicitly popped if it is tied to an
 580            output, or if there is a CLOBBER for it.  */
 581         int j;
 582
 583         for (j = 0; j < n_clobbers; j++)
 584           if (operands_match_p (clobber_reg[j], recog_data.operand[i]))
 585             break;
 586
 587         if (j < n_clobbers || recog_op_alt[i][alt].matches >= 0)
 588           implicitly_dies[REGNO (recog_data.operand[i])] = 1;
 589       }
 590
 591   /* Search for first non-popped reg.  */
 592   for (i = FIRST_STACK_REG; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
 593     if (! implicitly_dies[i])
 594       break;
 595
 596   /* If there are any other popped regs, that's an error.  */
 597   for (; i < LAST_STACK_REG + 1; i++)
 598     if (implicitly_dies[i])
 599       break;
 600
 601   if (i != LAST_STACK_REG + 1)
 602     {
 603       error_for_asm (insn,
 604                      "implicitly popped regs must be grouped at top of stack");
 605       malformed_asm = 1;
 606     }
 607
 608   /* Enforce rule #3: If any input operand uses the "f" constraint, all
 609      output constraints must use the "&" earlyclobber.
 610
 611      ??? Detect this more deterministically by having constrain_asm_operands
 612      record any earlyclobber.  */
 613
 614   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
 615     if (recog_op_alt[i][alt].matches == -1)
 616       {
 617         int j;
 618
 619         for (j = 0; j < n_outputs; j++)
 620           if (operands_match_p (recog_data.operand[j], recog_data.operand[i]))
 621             {
 622               error_for_asm (insn,
 623                              "output operand %d must use %<&%> constraint", j);
 624               malformed_asm = 1;
 625             }
 626       }
 627
 628   if (malformed_asm)
 629     {
 630       /* Avoid further trouble with this insn.  */
 631       PATTERN (insn) = gen_rtx_USE (VOIDmode, const0_rtx);
 632       any_malformed_asm = true;
 633       return 0;
 634     }
 635
 636   return 1;
 637 }
 638 \f
 639 /* Calculate the number of inputs and outputs in BODY, an
 640    asm_operands.  N_OPERANDS is the total number of operands, and
 641    N_INPUTS and N_OUTPUTS are pointers to ints into which the results are
 642    placed.  */
 643
 644 static int
 645 get_asm_operand_n_inputs (rtx body)
 646 {
 647   switch (GET_CODE (body))
 648     {
 649     case SET:
 650       gcc_assert (GET_CODE (SET_SRC (body)) == ASM_OPERANDS);
 651       return ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (SET_SRC (body));
 652
 653     case ASM_OPERANDS:
 654       return ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (body);
 655
 656     case PARALLEL:
 657       return get_asm_operand_n_inputs (XVECEXP (body, 0, 0));
 658
 659     default:
 660       gcc_unreachable ();
 661     }
 662 }
 663
 664 /* If current function returns its result in an fp stack register,
 665    return the REG.  Otherwise, return 0.  */
 666
 667 static rtx
 668 stack_result (tree decl)
 669 {
 670   rtx result;
 671
 672   /* If the value is supposed to be returned in memory, then clearly
 673      it is not returned in a stack register.  */
 674   if (aggregate_value_p (DECL_RESULT (decl), decl))
 675     return 0;
 676
 677   result = DECL_RTL_IF_SET (DECL_RESULT (decl));
 678   if (result != 0)
 679     result = targetm.calls.function_value (TREE_TYPE (DECL_RESULT (decl)),
 680                                            decl, true);
 681
 682   return result != 0 && STACK_REG_P (result) ? result : 0;
 683 }
 684 \f
 685
 686 /*
 687  * This section deals with stack register substitution, and forms the second
 688  * pass over the RTL.
 689  */
 690
 691 /* Replace REG, which is a pointer to a stack reg RTX, with an RTX for
 692    the desired hard REGNO.  */
 693
 694 static void
 695 replace_reg (rtx *reg, int regno)
 696 {
 697   gcc_assert (regno >= FIRST_STACK_REG);
 698   gcc_assert (regno <= LAST_STACK_REG);
 699   gcc_assert (STACK_REG_P (*reg));
 700
 701   gcc_assert (SCALAR_FLOAT_MODE_P (GET_MODE (*reg))
 702               || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (*reg)) == MODE_COMPLEX_FLOAT);
 703
 704   *reg = FP_MODE_REG (regno, GET_MODE (*reg));
 705 }
 706
 707 /* Remove a note of type NOTE, which must be found, for register
 708    number REGNO from INSN.  Remove only one such note.  */
 709
 710 static void
 711 remove_regno_note (rtx insn, enum reg_note note, unsigned int regno)
 712 {
 713   rtx *note_link, this;
 714
 715   note_link = &REG_NOTES (insn);
 716   for (this = *note_link; this; this = XEXP (this, 1))
 717     if (REG_NOTE_KIND (this) == note
 718         && REG_P (XEXP (this, 0)) && REGNO (XEXP (this, 0)) == regno)
 719       {
 720         *note_link = XEXP (this, 1);
 721         return;
 722       }
 723     else
 724       note_link = &XEXP (this, 1);
 725
 726   gcc_unreachable ();
 727 }
 728
 729 /* Find the hard register number of virtual register REG in REGSTACK.
 730    The hard register number is relative to the top of the stack.  -1 is
 731    returned if the register is not found.  */
 732
 733 static int
 734 get_hard_regnum (stack regstack, rtx reg)
 735 {
 736   int i;
 737
 738   gcc_assert (STACK_REG_P (reg));
 739
 740   for (i = regstack->top; i >= 0; i--)
 741     if (regstack->reg[i] == REGNO (reg))
 742       break;
 743
 744   return i >= 0 ? (FIRST_STACK_REG + regstack->top - i) : -1;
 745 }
 746 \f
 747 /* Emit an insn to pop virtual register REG before or after INSN.
 748    REGSTACK is the stack state after INSN and is updated to reflect this
 749    pop.  WHEN is either emit_insn_before or emit_insn_after.  A pop insn
 750    is represented as a SET whose destination is the register to be popped
 751    and source is the top of stack.  A death note for the top of stack
 752    cases the movdf pattern to pop.  */
 753
 754 static rtx
 755 emit_pop_insn (rtx insn, stack regstack, rtx reg, enum emit_where where)
 756 {
 757   rtx pop_insn, pop_rtx;
 758   int hard_regno;
 759
 760   /* For complex types take care to pop both halves.  These may survive in
 761      CLOBBER and USE expressions.  */
 762   if (COMPLEX_MODE_P (GET_MODE (reg)))
 763     {
 764       rtx reg1 = FP_MODE_REG (REGNO (reg), DFmode);
 765       rtx reg2 = FP_MODE_REG (REGNO (reg) + 1, DFmode);
 766
 767       pop_insn = NULL_RTX;
 768       if (get_hard_regnum (regstack, reg1) >= 0)
 769         pop_insn = emit_pop_insn (insn, regstack, reg1, where);
 770       if (get_hard_regnum (regstack, reg2) >= 0)
 771         pop_insn = emit_pop_insn (insn, regstack, reg2, where);
 772       gcc_assert (pop_insn);
 773       return pop_insn;
 774     }
 775
 776   hard_regno = get_hard_regnum (regstack, reg);
 777
 778   gcc_assert (hard_regno >= FIRST_STACK_REG);
 779
 780   pop_rtx = gen_rtx_SET (VOIDmode, FP_MODE_REG (hard_regno, DFmode),
 781                          FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, DFmode));
 782
 783   if (where == EMIT_AFTER)
 784     pop_insn = emit_insn_after (pop_rtx, insn);
 785   else
 786     pop_insn = emit_insn_before (pop_rtx, insn);
 787
 788   REG_NOTES (pop_insn)
 789     = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_DEAD, FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, DFmode),
 790                          REG_NOTES (pop_insn));
 791
 792   regstack->reg[regstack->top - (hard_regno - FIRST_STACK_REG)]
 793     = regstack->reg[regstack->top];
 794   regstack->top -= 1;
 795   CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (reg));
 796
 797   return pop_insn;
 798 }
 799 \f
 800 /* Emit an insn before or after INSN to swap virtual register REG with
 801    the top of stack.  REGSTACK is the stack state before the swap, and
 802    is updated to reflect the swap.  A swap insn is represented as a
 803    PARALLEL of two patterns: each pattern moves one reg to the other.
 804
 805    If REG is already at the top of the stack, no insn is emitted.  */
 806
 807 static void
 808 emit_swap_insn (rtx insn, stack regstack, rtx reg)
 809 {
 810   int hard_regno;
 811   rtx swap_rtx;
 812   int tmp, other_reg;           /* swap regno temps */
 813   rtx i1;                       /* the stack-reg insn prior to INSN */
 814   rtx i1set = NULL_RTX;         /* the SET rtx within I1 */
 815
 816   hard_regno = get_hard_regnum (regstack, reg);
 817
 818   gcc_assert (hard_regno >= FIRST_STACK_REG);
 819   if (hard_regno == FIRST_STACK_REG)
 820     return;
 821
 822   other_reg = regstack->top - (hard_regno - FIRST_STACK_REG);
 823
 824   tmp = regstack->reg[other_reg];
 825   regstack->reg[other_reg] = regstack->reg[regstack->top];
 826   regstack->reg[regstack->top] = tmp;
 827
 828   /* Find the previous insn involving stack regs, but don't pass a
 829      block boundary.  */
 830   i1 = NULL;
 831   if (current_block && insn != BB_HEAD (current_block))
 832     {
 833       rtx tmp = PREV_INSN (insn);
 834       rtx limit = PREV_INSN (BB_HEAD (current_block));
 835       while (tmp != limit)
 836         {
 837           if (LABEL_P (tmp)
 838               || CALL_P (tmp)
 839               || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (tmp)
 840               || (NONJUMP_INSN_P (tmp)
 841                   && stack_regs_mentioned (tmp)))
 842             {
 843               i1 = tmp;
 844               break;
 845             }
 846           tmp = PREV_INSN (tmp);
 847         }
 848     }
 849
 850   if (i1 != NULL_RTX
 851       && (i1set = single_set (i1)) != NULL_RTX)
 852     {
 853       rtx i1src = *get_true_reg (&SET_SRC (i1set));
 854       rtx i1dest = *get_true_reg (&SET_DEST (i1set));
 855
 856       /* If the previous register stack push was from the reg we are to
 857          swap with, omit the swap.  */
 858
 859       if (REG_P (i1dest) && REGNO (i1dest) == FIRST_STACK_REG
 860           && REG_P (i1src)
 861           && REGNO (i1src) == (unsigned) hard_regno - 1
 862           && find_regno_note (i1, REG_DEAD, FIRST_STACK_REG) == NULL_RTX)
 863         return;
 864
 865       /* If the previous insn wrote to the reg we are to swap with,
 866          omit the swap.  */
 867
 868       if (REG_P (i1dest) && REGNO (i1dest) == (unsigned) hard_regno
 869           && REG_P (i1src) && REGNO (i1src) == FIRST_STACK_REG
 870           && find_regno_note (i1, REG_DEAD, FIRST_STACK_REG) == NULL_RTX)
 871         return;
 872     }
 873
 874   /* Avoid emitting the swap if this is the first register stack insn
 875      of the current_block.  Instead update the current_block's stack_in
 876      and let compensate edges take care of this for us.  */
 877   if (current_block && starting_stack_p)
 878     {
 879       BLOCK_INFO (current_block)->stack_in = *regstack;
 880       starting_stack_p = false;
 881       return;
 882     }
 883
 884   swap_rtx = gen_swapxf (FP_MODE_REG (hard_regno, XFmode),
 885                          FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, XFmode));
 886
 887   if (i1)
 888     emit_insn_after (swap_rtx, i1);
 889   else if (current_block)
 890     emit_insn_before (swap_rtx, BB_HEAD (current_block));
 891   else
 892     emit_insn_before (swap_rtx, insn);
 893 }
 894 \f
 895 /* Emit an insns before INSN to swap virtual register SRC1 with
 896    the top of stack and virtual register SRC2 with second stack
 897    slot. REGSTACK is the stack state before the swaps, and
 898    is updated to reflect the swaps.  A swap insn is represented as a
 899    PARALLEL of two patterns: each pattern moves one reg to the other.
 900
 901    If SRC1 and/or SRC2 are already at the right place, no swap insn
 902    is emitted.  */
 903
 904 static void
 905 swap_to_top (rtx insn, stack regstack, rtx src1, rtx src2)
 906 {
 907   struct stack_def temp_stack;
 908   int regno, j, k, temp;
 909
 910   temp_stack = *regstack;
 911
 912   /* Place operand 1 at the top of stack.  */
 913   regno = get_hard_regnum (&temp_stack, src1);
 914   gcc_assert (regno >= 0);
 915   if (regno != FIRST_STACK_REG)
 916     {
 917       k = temp_stack.top - (regno - FIRST_STACK_REG);
 918       j = temp_stack.top;
 919
 920       temp = temp_stack.reg[k];
 921       temp_stack.reg[k] = temp_stack.reg[j];
 922       temp_stack.reg[j] = temp;
 923     }
 924
 925   /* Place operand 2 next on the stack.  */
 926   regno = get_hard_regnum (&temp_stack, src2);
 927   gcc_assert (regno >= 0);
 928   if (regno != FIRST_STACK_REG + 1)
 929     {
 930       k = temp_stack.top - (regno - FIRST_STACK_REG);
 931       j = temp_stack.top - 1;
 932
 933       temp = temp_stack.reg[k];
 934       temp_stack.reg[k] = temp_stack.reg[j];
 935       temp_stack.reg[j] = temp;
 936     }
 937
 938   change_stack (insn, regstack, &temp_stack, EMIT_BEFORE);
 939 }
 940 \f
 941 /* Handle a move to or from a stack register in PAT, which is in INSN.
 942    REGSTACK is the current stack.  Return whether a control flow insn
 943    was deleted in the process.  */
 944
 945 static bool
 946 move_for_stack_reg (rtx insn, stack regstack, rtx pat)
 947 {
 948   rtx *psrc =  get_true_reg (&SET_SRC (pat));
 949   rtx *pdest = get_true_reg (&SET_DEST (pat));
 950   rtx src, dest;
 951   rtx note;
 952   bool control_flow_insn_deleted = false;
 953
 954   src = *psrc; dest = *pdest;
 955
 956   if (STACK_REG_P (src) && STACK_REG_P (dest))
 957     {
 958       /* Write from one stack reg to another.  If SRC dies here, then
 959          just change the register mapping and delete the insn.  */
 960
 961       note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (src));
 962       if (note)
 963         {
 964           int i;
 965
 966           /* If this is a no-op move, there must not be a REG_DEAD note.  */
 967           gcc_assert (REGNO (src) != REGNO (dest));
 968
 969           for (i = regstack->top; i >= 0; i--)
 970             if (regstack->reg[i] == REGNO (src))
 971               break;
 972
 973           /* The destination must be dead, or life analysis is borked.  */
 974           gcc_assert (get_hard_regnum (regstack, dest) < FIRST_STACK_REG);
 975
 976           /* If the source is not live, this is yet another case of
 977              uninitialized variables.  Load up a NaN instead.  */
 978           if (i < 0)
 979             return move_nan_for_stack_reg (insn, regstack, dest);
 980
 981           /* It is possible that the dest is unused after this insn.
 982              If so, just pop the src.  */
 983
 984           if (find_regno_note (insn, REG_UNUSED, REGNO (dest)))
 985             emit_pop_insn (insn, regstack, src, EMIT_AFTER);
 986           else
 987             {
 988               regstack->reg[i] = REGNO (dest);
 989               SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (dest));
 990               CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (src));
 991             }
 992
 993           control_flow_insn_deleted |= control_flow_insn_p (insn);
 994           delete_insn (insn);
 995           return control_flow_insn_deleted;
 996         }
 997
 998       /* The source reg does not die.  */
 999
1000       /* If this appears to be a no-op move, delete it, or else it
1001          will confuse the machine description output patterns. But if
1002          it is REG_UNUSED, we must pop the reg now, as per-insn processing
1003          for REG_UNUSED will not work for deleted insns.  */
1004
1005       if (REGNO (src) == REGNO (dest))
1006         {
1007           if (find_regno_note (insn, REG_UNUSED, REGNO (dest)))
1008             emit_pop_insn (insn, regstack, dest, EMIT_AFTER);
1009
1010           control_flow_insn_deleted |= control_flow_insn_p (insn);
1011           delete_insn (insn);
1012           return control_flow_insn_deleted;
1013         }
1014
1015       /* The destination ought to be dead.  */
1016       gcc_assert (get_hard_regnum (regstack, dest) < FIRST_STACK_REG);
1017
1018       replace_reg (psrc, get_hard_regnum (regstack, src));
1019
1020       regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (dest);
1021       SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (dest));
1022       replace_reg (pdest, FIRST_STACK_REG);
1023     }
1024   else if (STACK_REG_P (src))
1025     {
1026       /* Save from a stack reg to MEM, or possibly integer reg.  Since
1027          only top of stack may be saved, emit an exchange first if
1028          needs be.  */
1029
1030       emit_swap_insn (insn, regstack, src);
1031
1032       note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (src));
1033       if (note)
1034         {
1035           replace_reg (&XEXP (note, 0), FIRST_STACK_REG);
1036           regstack->top--;
1037           CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (src));
1038         }
1039       else if ((GET_MODE (src) == XFmode)
1040                && regstack->top < REG_STACK_SIZE - 1)
1041         {
1042           /* A 387 cannot write an XFmode value to a MEM without
1043              clobbering the source reg.  The output code can handle
1044              this by reading back the value from the MEM.
1045              But it is more efficient to use a temp register if one is
1046              available.  Push the source value here if the register
1047              stack is not full, and then write the value to memory via
1048              a pop.  */
1049           rtx push_rtx;
1050           rtx top_stack_reg = FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, GET_MODE (src));
1051
1052           push_rtx = gen_movxf (top_stack_reg, top_stack_reg);
1053           emit_insn_before (push_rtx, insn);
1054           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_DEAD, top_stack_reg,
1055                                                 REG_NOTES (insn));
1056         }
1057
1058       replace_reg (psrc, FIRST_STACK_REG);
1059     }
1060   else
1061     {
1062       rtx pat = PATTERN (insn);
1063
1064       gcc_assert (STACK_REG_P (dest));
1065
1066       /* Load from MEM, or possibly integer REG or constant, into the
1067          stack regs.  The actual target is always the top of the
1068          stack. The stack mapping is changed to reflect that DEST is
1069          now at top of stack.  */
1070
1071       /* The destination ought to be dead.  However, there is a
1072          special case with i387 UNSPEC_TAN, where destination is live
1073          (an argument to fptan) but inherent load of 1.0 is modelled
1074          as a load from a constant.  */
1075       if (! (GET_CODE (pat) == PARALLEL
1076              && XVECLEN (pat, 0) == 2
1077              && GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, 1)) == SET
1078              && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (pat, 0, 1))) == UNSPEC
1079              && XINT (SET_SRC (XVECEXP (pat, 0, 1)), 1) == UNSPEC_TAN))
1080         gcc_assert (get_hard_regnum (regstack, dest) < FIRST_STACK_REG);
1081
1082       gcc_assert (regstack->top < REG_STACK_SIZE);
1083
1084       regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (dest);
1085       SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (dest));
1086       replace_reg (pdest, FIRST_STACK_REG);
1087     }
1088
1089   return control_flow_insn_deleted;
1090 }
1091
1092 /* A helper function which replaces INSN with a pattern that loads up
1093    a NaN into DEST, then invokes move_for_stack_reg.  */
1094
1095 static bool
1096 move_nan_for_stack_reg (rtx insn, stack regstack, rtx dest)
1097 {
1098   rtx pat;
1099
1100   dest = FP_MODE_REG (REGNO (dest), SFmode);
1101   pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, not_a_num);
1102   PATTERN (insn) = pat;
1103   INSN_CODE (insn) = -1;
1104
1105   return move_for_stack_reg (insn, regstack, pat);
1106 }
1107 \f
1108 /* Swap the condition on a branch, if there is one.  Return true if we
1109    found a condition to swap.  False if the condition was not used as
1110    such.  */
1111
1112 static int
1113 swap_rtx_condition_1 (rtx pat)
1114 {
1115   const char *fmt;
1116   int i, r = 0;
1117
1118   if (COMPARISON_P (pat))
1119     {
1120       PUT_CODE (pat, swap_condition (GET_CODE (pat)));
1121       r = 1;
1122     }
1123   else
1124     {
1125       fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (pat));
1126       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (pat)) - 1; i >= 0; i--)
1127         {
1128           if (fmt[i] == 'E')
1129             {
1130               int j;
1131
1132               for (j = XVECLEN (pat, i) - 1; j >= 0; j--)
1133                 r |= swap_rtx_condition_1 (XVECEXP (pat, i, j));
1134             }
1135           else if (fmt[i] == 'e')
1136             r |= swap_rtx_condition_1 (XEXP (pat, i));
1137         }
1138     }
1139
1140   return r;
1141 }
1142
1143 static int
1144 swap_rtx_condition (rtx insn)
1145 {
1146   rtx pat = PATTERN (insn);
1147
1148   /* We're looking for a single set to cc0 or an HImode temporary.  */
1149
1150   if (GET_CODE (pat) == SET
1151       && REG_P (SET_DEST (pat))
1152       && REGNO (SET_DEST (pat)) == FLAGS_REG)
1153     {
1154       insn = next_flags_user (insn);
1155       if (insn == NULL_RTX)
1156         return 0;
1157       pat = PATTERN (insn);
1158     }
1159
1160   /* See if this is, or ends in, a fnstsw.  If so, we're not doing anything
1161      with the cc value right now.  We may be able to search for one
1162      though.  */
1163
1164   if (GET_CODE (pat) == SET
1165       && GET_CODE (SET_SRC (pat)) == UNSPEC
1166       && XINT (SET_SRC (pat), 1) == UNSPEC_FNSTSW)
1167     {
1168       rtx dest = SET_DEST (pat);
1169
1170       /* Search forward looking for the first use of this value.
1171          Stop at block boundaries.  */
1172       while (insn != BB_END (current_block))
1173         {
1174           insn = NEXT_INSN (insn);
1175           if (INSN_P (insn) && reg_mentioned_p (dest, insn))
1176             break;
1177           if (CALL_P (insn))
1178             return 0;
1179         }
1180
1181       /* We haven't found it.  */
1182       if (insn == BB_END (current_block))
1183         return 0;
1184
1185       /* So we've found the insn using this value.  If it is anything
1186          other than sahf or the value does not die (meaning we'd have
1187          to search further), then we must give up.  */
1188       pat = PATTERN (insn);
1189       if (GET_CODE (pat) != SET
1190           || GET_CODE (SET_SRC (pat)) != UNSPEC
1191           || XINT (SET_SRC (pat), 1) != UNSPEC_SAHF
1192           || ! dead_or_set_p (insn, dest))
1193         return 0;
1194
1195       /* Now we are prepared to handle this as a normal cc0 setter.  */
1196       insn = next_flags_user (insn);
1197       if (insn == NULL_RTX)
1198         return 0;
1199       pat = PATTERN (insn);
1200     }
1201
1202   if (swap_rtx_condition_1 (pat))
1203     {
1204       int fail = 0;
1205       INSN_CODE (insn) = -1;
1206       if (recog_memoized (insn) == -1)
1207         fail = 1;
1208       /* In case the flags don't die here, recurse to try fix
1209          following user too.  */
1210       else if (! dead_or_set_p (insn, ix86_flags_rtx))
1211         {
1212           insn = next_flags_user (insn);
1213           if (!insn || !swap_rtx_condition (insn))
1214             fail = 1;
1215         }
1216       if (fail)
1217         {
1218           swap_rtx_condition_1 (pat);
1219           return 0;
1220         }
1221       return 1;
1222     }
1223   return 0;
1224 }
1225
1226 /* Handle a comparison.  Special care needs to be taken to avoid
1227    causing comparisons that a 387 cannot do correctly, such as EQ.
1228
1229    Also, a pop insn may need to be emitted.  The 387 does have an
1230    `fcompp' insn that can pop two regs, but it is sometimes too expensive
1231    to do this - a `fcomp' followed by a `fstpl %st(0)' may be easier to
1232    set up.  */
1233
1234 static void
1235 compare_for_stack_reg (rtx insn, stack regstack, rtx pat_src)
1236 {
1237   rtx *src1, *src2;
1238   rtx src1_note, src2_note;
1239
1240   src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1241   src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1242
1243   /* ??? If fxch turns out to be cheaper than fstp, give priority to
1244      registers that die in this insn - move those to stack top first.  */
1245   if ((! STACK_REG_P (*src1)
1246        || (STACK_REG_P (*src2)
1247            && get_hard_regnum (regstack, *src2) == FIRST_STACK_REG))
1248       && swap_rtx_condition (insn))
1249     {
1250       rtx temp;
1251       temp = XEXP (pat_src, 0);
1252       XEXP (pat_src, 0) = XEXP (pat_src, 1);
1253       XEXP (pat_src, 1) = temp;
1254
1255       src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1256       src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1257
1258       INSN_CODE (insn) = -1;
1259     }
1260
1261   /* We will fix any death note later.  */
1262
1263   src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1264
1265   if (STACK_REG_P (*src2))
1266     src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1267   else
1268     src2_note = NULL_RTX;
1269
1270   emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1271
1272   replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1273
1274   if (STACK_REG_P (*src2))
1275     replace_reg (src2, get_hard_regnum (regstack, *src2));
1276
1277   if (src1_note)
1278     {
1279       pop_stack (regstack, REGNO (XEXP (src1_note, 0)));
1280       replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1281     }
1282
1283   /* If the second operand dies, handle that.  But if the operands are
1284      the same stack register, don't bother, because only one death is
1285      needed, and it was just handled.  */
1286
1287   if (src2_note
1288       && ! (STACK_REG_P (*src1) && STACK_REG_P (*src2)
1289             && REGNO (*src1) == REGNO (*src2)))
1290     {
1291       /* As a special case, two regs may die in this insn if src2 is
1292          next to top of stack and the top of stack also dies.  Since
1293          we have already popped src1, "next to top of stack" is really
1294          at top (FIRST_STACK_REG) now.  */
1295
1296       if (get_hard_regnum (regstack, XEXP (src2_note, 0)) == FIRST_STACK_REG
1297           && src1_note)
1298         {
1299           pop_stack (regstack, REGNO (XEXP (src2_note, 0)));
1300           replace_reg (&XEXP (src2_note, 0), FIRST_STACK_REG + 1);
1301         }
1302       else
1303         {
1304           /* The 386 can only represent death of the first operand in
1305              the case handled above.  In all other cases, emit a separate
1306              pop and remove the death note from here.  */
1307
1308           /* link_cc0_insns (insn); */
1309
1310           remove_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (XEXP (src2_note, 0)));
1311
1312           emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (src2_note, 0),
1313                          EMIT_AFTER);
1314         }
1315     }
1316 }
1317 \f
1318 /* Substitute new registers in PAT, which is part of INSN.  REGSTACK
1319    is the current register layout.  Return whether a control flow insn
1320    was deleted in the process.  */
1321
1322 static bool
1323 subst_stack_regs_pat (rtx insn, stack regstack, rtx pat)
1324 {
1325   rtx *dest, *src;
1326   bool control_flow_insn_deleted = false;
1327
1328   switch (GET_CODE (pat))
1329     {
1330     case USE:
1331       /* Deaths in USE insns can happen in non optimizing compilation.
1332          Handle them by popping the dying register.  */
1333       src = get_true_reg (&XEXP (pat, 0));
1334       if (STACK_REG_P (*src)
1335           && find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src)))
1336         {
1337           emit_pop_insn (insn, regstack, *src, EMIT_AFTER);
1338           return control_flow_insn_deleted;
1339         }
1340       /* ??? Uninitialized USE should not happen.  */
1341       else
1342         gcc_assert (get_hard_regnum (regstack, *src) != -1);
1343       break;
1344
1345     case CLOBBER:
1346       {
1347         rtx note;
1348
1349         dest = get_true_reg (&XEXP (pat, 0));
1350         if (STACK_REG_P (*dest))
1351           {
1352             note = find_reg_note (insn, REG_DEAD, *dest);
1353
1354             if (pat != PATTERN (insn))
1355               {
1356                 /* The fix_truncdi_1 pattern wants to be able to allocate
1357                    its own scratch register.  It does this by clobbering
1358                    an fp reg so that it is assured of an empty reg-stack
1359                    register.  If the register is live, kill it now.
1360                    Remove the DEAD/UNUSED note so we don't try to kill it
1361                    later too.  */
1362
1363                 if (note)
1364                   emit_pop_insn (insn, regstack, *dest, EMIT_BEFORE);
1365                 else
1366                   {
1367                     note = find_reg_note (insn, REG_UNUSED, *dest);
1368                     gcc_assert (note);
1369                   }
1370                 remove_note (insn, note);
1371                 replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG + 1);
1372               }
1373             else
1374               {
1375                 /* A top-level clobber with no REG_DEAD, and no hard-regnum
1376                    indicates an uninitialized value.  Because reload removed
1377                    all other clobbers, this must be due to a function
1378                    returning without a value.  Load up a NaN.  */
1379
1380                 if (!note)
1381                   {
1382                     rtx t = *dest;
1383                     if (COMPLEX_MODE_P (GET_MODE (t)))
1384                       {
1385                         rtx u = FP_MODE_REG (REGNO (t) + 1, SFmode);
1386                         if (get_hard_regnum (regstack, u) == -1)
1387                           {
1388                             rtx pat2 = gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, u);
1389                             rtx insn2 = emit_insn_before (pat2, insn);
1390                             control_flow_insn_deleted
1391                               |= move_nan_for_stack_reg (insn2, regstack, u);
1392                           }
1393                       }
1394                     if (get_hard_regnum (regstack, t) == -1)
1395                       control_flow_insn_deleted
1396                         |= move_nan_for_stack_reg (insn, regstack, t);
1397                   }
1398               }
1399           }
1400         break;
1401       }
1402
1403     case SET:
1404       {
1405         rtx *src1 = (rtx *) 0, *src2;
1406         rtx src1_note, src2_note;
1407         rtx pat_src;
1408
1409         dest = get_true_reg (&SET_DEST (pat));
1410         src  = get_true_reg (&SET_SRC (pat));
1411         pat_src = SET_SRC (pat);
1412
1413         /* See if this is a `movM' pattern, and handle elsewhere if so.  */
1414         if (STACK_REG_P (*src)
1415             || (STACK_REG_P (*dest)
1416                 && (REG_P (*src) || MEM_P (*src)
1417                     || GET_CODE (*src) == CONST_DOUBLE)))
1418           {
1419             control_flow_insn_deleted |= move_for_stack_reg (insn, regstack, pat);
1420             break;
1421           }
1422
1423         switch (GET_CODE (pat_src))
1424           {
1425           case COMPARE:
1426             compare_for_stack_reg (insn, regstack, pat_src);
1427             break;
1428
1429           case CALL:
1430             {
1431               int count;
1432               for (count = hard_regno_nregs[REGNO (*dest)][GET_MODE (*dest)];
1433                    --count >= 0;)
1434                 {
1435                   regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (*dest) + count;
1436                   SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest) + count);
1437                 }
1438             }
1439             replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1440             break;
1441
1442           case REG:
1443             /* This is a `tstM2' case.  */
1444             gcc_assert (*dest == cc0_rtx);
1445             src1 = src;
1446
1447             /* Fall through.  */
1448
1449           case FLOAT_TRUNCATE:
1450           case SQRT:
1451           case ABS:
1452           case NEG:
1453             /* These insns only operate on the top of the stack. DEST might
1454                be cc0_rtx if we're processing a tstM pattern. Also, it's
1455                possible that the tstM case results in a REG_DEAD note on the
1456                source.  */
1457
1458             if (src1 == 0)
1459               src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1460
1461             emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1462
1463             src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1464
1465             if (STACK_REG_P (*dest))
1466               replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1467
1468             if (src1_note)
1469               {
1470                 replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1471                 regstack->top--;
1472                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*src1));
1473               }
1474
1475             replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1476             break;
1477
1478           case MINUS:
1479           case DIV:
1480             /* On i386, reversed forms of subM3 and divM3 exist for
1481                MODE_FLOAT, so the same code that works for addM3 and mulM3
1482                can be used.  */
1483           case MULT:
1484           case PLUS:
1485             /* These insns can accept the top of stack as a destination
1486                from a stack reg or mem, or can use the top of stack as a
1487                source and some other stack register (possibly top of stack)
1488                as a destination.  */
1489
1490             src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 0));
1491             src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1492
1493             /* We will fix any death note later.  */
1494
1495             if (STACK_REG_P (*src1))
1496               src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1497             else
1498               src1_note = NULL_RTX;
1499             if (STACK_REG_P (*src2))
1500               src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1501             else
1502               src2_note = NULL_RTX;
1503
1504             /* If either operand is not a stack register, then the dest
1505                must be top of stack.  */
1506
1507             if (! STACK_REG_P (*src1) || ! STACK_REG_P (*src2))
1508               emit_swap_insn (insn, regstack, *dest);
1509             else
1510               {
1511                 /* Both operands are REG.  If neither operand is already
1512                    at the top of stack, choose to make the one that is the dest
1513                    the new top of stack.  */
1514
1515                 int src1_hard_regnum, src2_hard_regnum;
1516
1517                 src1_hard_regnum = get_hard_regnum (regstack, *src1);
1518                 src2_hard_regnum = get_hard_regnum (regstack, *src2);
1519                 gcc_assert (src1_hard_regnum != -1);
1520                 gcc_assert (src2_hard_regnum != -1);
1521
1522                 if (src1_hard_regnum != FIRST_STACK_REG
1523                     && src2_hard_regnum != FIRST_STACK_REG)
1524                   emit_swap_insn (insn, regstack, *dest);
1525               }
1526
1527             if (STACK_REG_P (*src1))
1528               replace_reg (src1, get_hard_regnum (regstack, *src1));
1529             if (STACK_REG_P (*src2))
1530               replace_reg (src2, get_hard_regnum (regstack, *src2));
1531
1532             if (src1_note)
1533               {
1534                 rtx src1_reg = XEXP (src1_note, 0);
1535
1536                 /* If the register that dies is at the top of stack, then
1537                    the destination is somewhere else - merely substitute it.
1538                    But if the reg that dies is not at top of stack, then
1539                    move the top of stack to the dead reg, as though we had
1540                    done the insn and then a store-with-pop.  */
1541
1542                 if (REGNO (src1_reg) == regstack->reg[regstack->top])
1543                   {
1544                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1545                     replace_reg (dest, get_hard_regnum (regstack, *dest));
1546                   }
1547                 else
1548                   {
1549                     int regno = get_hard_regnum (regstack, src1_reg);
1550
1551                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1552                     replace_reg (dest, regno);
1553
1554                     regstack->reg[regstack->top - (regno - FIRST_STACK_REG)]
1555                       = regstack->reg[regstack->top];
1556                   }
1557
1558                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1559                                     REGNO (XEXP (src1_note, 0)));
1560                 replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1561                 regstack->top--;
1562               }
1563             else if (src2_note)
1564               {
1565                 rtx src2_reg = XEXP (src2_note, 0);
1566                 if (REGNO (src2_reg) == regstack->reg[regstack->top])
1567                   {
1568                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1569                     replace_reg (dest, get_hard_regnum (regstack, *dest));
1570                   }
1571                 else
1572                   {
1573                     int regno = get_hard_regnum (regstack, src2_reg);
1574
1575                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1576                     replace_reg (dest, regno);
1577
1578                     regstack->reg[regstack->top - (regno - FIRST_STACK_REG)]
1579                       = regstack->reg[regstack->top];
1580                   }
1581
1582                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1583                                     REGNO (XEXP (src2_note, 0)));
1584                 replace_reg (&XEXP (src2_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1585                 regstack->top--;
1586               }
1587             else
1588               {
1589                 SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1590                 replace_reg (dest, get_hard_regnum (regstack, *dest));
1591               }
1592
1593             /* Keep operand 1 matching with destination.  */
1594             if (COMMUTATIVE_ARITH_P (pat_src)
1595                 && REG_P (*src1) && REG_P (*src2)
1596                 && REGNO (*src1) != REGNO (*dest))
1597              {
1598                 int tmp = REGNO (*src1);
1599                 replace_reg (src1, REGNO (*src2));
1600                 replace_reg (src2, tmp);
1601              }
1602             break;
1603
1604           case UNSPEC:
1605             switch (XINT (pat_src, 1))
1606               {
1607               case UNSPEC_FIST:
1608
1609               case UNSPEC_FIST_FLOOR:
1610               case UNSPEC_FIST_CEIL:
1611
1612                 /* These insns only operate on the top of the stack.  */
1613
1614                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1615                 emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1616
1617                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1618
1619                 if (STACK_REG_P (*dest))
1620                   replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1621
1622                 if (src1_note)
1623                   {
1624                     replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1625                     regstack->top--;
1626                     CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*src1));
1627                   }
1628
1629                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1630                 break;
1631
1632               case UNSPEC_FXAM:
1633
1634                 /* This insn only operate on the top of the stack.  */
1635
1636                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1637                 emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1638
1639                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1640
1641                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1642
1643                 if (src1_note)
1644                   {
1645                     remove_regno_note (insn, REG_DEAD,
1646                                        REGNO (XEXP (src1_note, 0)));
1647                     emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (src1_note, 0),
1648                                    EMIT_AFTER);
1649                   }
1650
1651                 break;
1652
1653               case UNSPEC_SIN:
1654               case UNSPEC_COS:
1655               case UNSPEC_FRNDINT:
1656               case UNSPEC_F2XM1:
1657
1658               case UNSPEC_FRNDINT_FLOOR:
1659               case UNSPEC_FRNDINT_CEIL:
1660               case UNSPEC_FRNDINT_TRUNC:
1661               case UNSPEC_FRNDINT_MASK_PM:
1662
1663                 /* Above insns operate on the top of the stack.  */
1664
1665               case UNSPEC_SINCOS_COS:
1666               case UNSPEC_XTRACT_FRACT:
1667
1668                 /* Above insns operate on the top two stack slots,
1669                    first part of one input, double output insn.  */
1670
1671                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1672
1673                 emit_swap_insn (insn, regstack, *src1);
1674
1675                 /* Input should never die, it is replaced with output.  */
1676                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1677                 gcc_assert (!src1_note);
1678
1679                 if (STACK_REG_P (*dest))
1680                   replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1681
1682                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1683                 break;
1684
1685               case UNSPEC_SINCOS_SIN:
1686               case UNSPEC_XTRACT_EXP:
1687
1688                 /* These insns operate on the top two stack slots,
1689                    second part of one input, double output insn.  */
1690
1691                 regstack->top++;
1692                 /* FALLTHRU */
1693
1694               case UNSPEC_TAN:
1695
1696                 /* For UNSPEC_TAN, regstack->top is already increased
1697                    by inherent load of constant 1.0.  */
1698
1699                 /* Output value is generated in the second stack slot.
1700                    Move current value from second slot to the top.  */
1701                 regstack->reg[regstack->top]
1702                   = regstack->reg[regstack->top - 1];
1703
1704                 gcc_assert (STACK_REG_P (*dest));
1705
1706                 regstack->reg[regstack->top - 1] = REGNO (*dest);
1707                 SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1708                 replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG + 1);
1709
1710                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1711
1712                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1713                 break;
1714
1715               case UNSPEC_FPATAN:
1716               case UNSPEC_FYL2X:
1717               case UNSPEC_FYL2XP1:
1718                 /* These insns operate on the top two stack slots.  */
1719
1720                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1721                 src2 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 1));
1722
1723                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1724                 src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1725
1726                 swap_to_top (insn, regstack, *src1, *src2);
1727
1728                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1729                 replace_reg (src2, FIRST_STACK_REG + 1);
1730
1731                 if (src1_note)
1732                   replace_reg (&XEXP (src1_note, 0), FIRST_STACK_REG);
1733                 if (src2_note)
1734                   replace_reg (&XEXP (src2_note, 0), FIRST_STACK_REG + 1);
1735
1736                 /* Pop both input operands from the stack.  */
1737                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1738                                     regstack->reg[regstack->top]);
1739                 CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
1740                                     regstack->reg[regstack->top - 1]);
1741                 regstack->top -= 2;
1742
1743                 /* Push the result back onto the stack.  */
1744                 regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (*dest);
1745                 SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1746                 replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1747                 break;
1748
1749               case UNSPEC_FSCALE_FRACT:
1750               case UNSPEC_FPREM_F:
1751               case UNSPEC_FPREM1_F:
1752                 /* These insns operate on the top two stack slots.
1753                    first part of double input, double output insn.  */
1754
1755                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1756                 src2 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 1));
1757
1758                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1759                 src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1760
1761                 /* Inputs should never die, they are
1762                    replaced with outputs.  */
1763                 gcc_assert (!src1_note);
1764                 gcc_assert (!src2_note);
1765
1766                 swap_to_top (insn, regstack, *src1, *src2);
1767
1768                 /* Push the result back onto stack. Empty stack slot
1769                    will be filled in second part of insn.  */
1770                 if (STACK_REG_P (*dest))
1771                   {
1772                     regstack->reg[regstack->top] = REGNO (*dest);
1773                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1774                     replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1775                   }
1776
1777                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1778                 replace_reg (src2, FIRST_STACK_REG + 1);
1779                 break;
1780
1781               case UNSPEC_FSCALE_EXP:
1782               case UNSPEC_FPREM_U:
1783               case UNSPEC_FPREM1_U:
1784                 /* These insns operate on the top two stack slots./
1785                    second part of double input, double output insn.  */
1786
1787                 src1 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 0));
1788                 src2 = get_true_reg (&XVECEXP (pat_src, 0, 1));
1789
1790                 src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1791                 src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1792
1793                 /* Inputs should never die, they are
1794                    replaced with outputs.  */
1795                 gcc_assert (!src1_note);
1796                 gcc_assert (!src2_note);
1797
1798                 swap_to_top (insn, regstack, *src1, *src2);
1799
1800                 /* Push the result back onto stack. Fill empty slot from
1801                    first part of insn and fix top of stack pointer.  */
1802                 if (STACK_REG_P (*dest))
1803                   {
1804                     regstack->reg[regstack->top - 1] = REGNO (*dest);
1805                     SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1806                     replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG + 1);
1807                   }
1808
1809                 replace_reg (src1, FIRST_STACK_REG);
1810                 replace_reg (src2, FIRST_STACK_REG + 1);
1811                 break;
1812
1813               case UNSPEC_SAHF:
1814                 /* (unspec [(unspec [(compare)] UNSPEC_FNSTSW)] UNSPEC_SAHF)
1815                    The combination matches the PPRO fcomi instruction.  */
1816
1817                 pat_src = XVECEXP (pat_src, 0, 0);
1818                 gcc_assert (GET_CODE (pat_src) == UNSPEC);
1819                 gcc_assert (XINT (pat_src, 1) == UNSPEC_FNSTSW);
1820                 /* Fall through.  */
1821
1822               case UNSPEC_FNSTSW:
1823                 /* Combined fcomp+fnstsw generated for doing well with
1824                    CSE.  When optimizing this would have been broken
1825                    up before now.  */
1826
1827                 pat_src = XVECEXP (pat_src, 0, 0);
1828                 gcc_assert (GET_CODE (pat_src) == COMPARE);
1829
1830                 compare_for_stack_reg (insn, regstack, pat_src);
1831                 break;
1832
1833               default:
1834                 gcc_unreachable ();
1835               }
1836             break;
1837
1838           case IF_THEN_ELSE:
1839             /* This insn requires the top of stack to be the destination.  */
1840
1841             src1 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 1));
1842             src2 = get_true_reg (&XEXP (pat_src, 2));
1843
1844             src1_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src1));
1845             src2_note = find_regno_note (insn, REG_DEAD, REGNO (*src2));
1846
1847             /* If the comparison operator is an FP comparison operator,
1848                it is handled correctly by compare_for_stack_reg () who
1849                will move the destination to the top of stack. But if the
1850                comparison operator is not an FP comparison operator, we
1851                have to handle it here.  */
1852             if (get_hard_regnum (regstack, *dest) >= FIRST_STACK_REG
1853                 && REGNO (*dest) != regstack->reg[regstack->top])
1854               {
1855                 /* In case one of operands is the top of stack and the operands
1856                    dies, it is safe to make it the destination operand by
1857                    reversing the direction of cmove and avoid fxch.  */
1858                 if ((REGNO (*src1) == regstack->reg[regstack->top]
1859                      && src1_note)
1860                     || (REGNO (*src2) == regstack->reg[regstack->top]
1861                         && src2_note))
1862                   {
1863                     int idx1 = (get_hard_regnum (regstack, *src1)
1864                                 - FIRST_STACK_REG);
1865                     int idx2 = (get_hard_regnum (regstack, *src2)
1866                                 - FIRST_STACK_REG);
1867
1868                     /* Make reg-stack believe that the operands are already
1869                        swapped on the stack */
1870                     regstack->reg[regstack->top - idx1] = REGNO (*src2);
1871                     regstack->reg[regstack->top - idx2] = REGNO (*src1);
1872
1873                     /* Reverse condition to compensate the operand swap.
1874                        i386 do have comparison always reversible.  */
1875                     PUT_CODE (XEXP (pat_src, 0),
1876                               reversed_comparison_code (XEXP (pat_src, 0), insn));
1877                   }
1878                 else
1879                   emit_swap_insn (insn, regstack, *dest);
1880               }
1881
1882             {
1883               rtx src_note [3];
1884               int i;
1885
1886               src_note[0] = 0;
1887               src_note[1] = src1_note;
1888               src_note[2] = src2_note;
1889
1890               if (STACK_REG_P (*src1))
1891                 replace_reg (src1, get_hard_regnum (regstack, *src1));
1892               if (STACK_REG_P (*src2))
1893                 replace_reg (src2, get_hard_regnum (regstack, *src2));
1894
1895               for (i = 1; i <= 2; i++)
1896                 if (src_note [i])
1897                   {
1898                     int regno = REGNO (XEXP (src_note[i], 0));
1899
1900                     /* If the register that dies is not at the top of
1901                        stack, then move the top of stack to the dead reg.
1902                        Top of stack should never die, as it is the
1903                        destination.  */
1904                     gcc_assert (regno != regstack->reg[regstack->top]);
1905                     remove_regno_note (insn, REG_DEAD, regno);
1906                     emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (src_note[i], 0),
1907                                     EMIT_AFTER);
1908                   }
1909             }
1910
1911             /* Make dest the top of stack.  Add dest to regstack if
1912                not present.  */
1913             if (get_hard_regnum (regstack, *dest) < FIRST_STACK_REG)
1914               regstack->reg[++regstack->top] = REGNO (*dest);
1915             SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, REGNO (*dest));
1916             replace_reg (dest, FIRST_STACK_REG);
1917             break;
1918
1919           default:
1920             gcc_unreachable ();
1921           }
1922         break;
1923       }
1924
1925     default:
1926       break;
1927     }
1928
1929   return control_flow_insn_deleted;
1930 }
1931 \f
1932 /* Substitute hard regnums for any stack regs in INSN, which has
1933    N_INPUTS inputs and N_OUTPUTS outputs.  REGSTACK is the stack info
1934    before the insn, and is updated with changes made here.
1935
1936    There are several requirements and assumptions about the use of
1937    stack-like regs in asm statements.  These rules are enforced by
1938    record_asm_stack_regs; see comments there for details.  Any
1939    asm_operands left in the RTL at this point may be assume to meet the
1940    requirements, since record_asm_stack_regs removes any problem asm.  */
1941
1942 static void
1943 subst_asm_stack_regs (rtx insn, stack regstack)
1944 {
1945   rtx body = PATTERN (insn);
1946   int alt;
1947
1948   rtx *note_reg;                /* Array of note contents */
1949   rtx **note_loc;               /* Address of REG field of each note */
1950   enum reg_note *note_kind;     /* The type of each note */
1951
1952   rtx *clobber_reg = 0;
1953   rtx **clobber_loc = 0;
1954
1955   struct stack_def temp_stack;
1956   int n_notes;
1957   int n_clobbers;
1958   rtx note;
1959   int i;
1960   int n_inputs, n_outputs;
1961
1962   if (! check_asm_stack_operands (insn))
1963     return;
1964
1965   /* Find out what the constraints required.  If no constraint
1966      alternative matches, that is a compiler bug: we should have caught
1967      such an insn in check_asm_stack_operands.  */
1968   extract_insn (insn);
1969   constrain_operands (1);
1970   alt = which_alternative;
1971
1972   preprocess_constraints ();
1973
1974   n_inputs = get_asm_operand_n_inputs (body);
1975   n_outputs = recog_data.n_operands - n_inputs;
1976
1977   gcc_assert (alt >= 0);
1978
1979   /* Strip SUBREGs here to make the following code simpler.  */
1980   for (i = 0; i < recog_data.n_operands; i++)
1981     if (GET_CODE (recog_data.operand[i]) == SUBREG
1982         && REG_P (SUBREG_REG (recog_data.operand[i])))
1983       {
1984         recog_data.operand_loc[i] = & SUBREG_REG (recog_data.operand[i]);
1985         recog_data.operand[i] = SUBREG_REG (recog_data.operand[i]);
1986       }
1987
1988   /* Set up NOTE_REG, NOTE_LOC and NOTE_KIND.  */
1989
1990   for (i = 0, note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
1991     i++;
1992
1993   note_reg = alloca (i * sizeof (rtx));
1994   note_loc = alloca (i * sizeof (rtx *));
1995   note_kind = alloca (i * sizeof (enum reg_note));
1996
1997   n_notes = 0;
1998   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
1999     {
2000       rtx reg = XEXP (note, 0);
2001       rtx *loc = & XEXP (note, 0);
2002
2003       if (GET_CODE (reg) == SUBREG && REG_P (SUBREG_REG (reg)))
2004         {
2005           loc = & SUBREG_REG (reg);
2006           reg = SUBREG_REG (reg);
2007         }
2008
2009       if (STACK_REG_P (reg)
2010           && (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD
2011               || REG_NOTE_KIND (note) == REG_UNUSED))
2012         {
2013           note_reg[n_notes] = reg;
2014           note_loc[n_notes] = loc;
2015           note_kind[n_notes] = REG_NOTE_KIND (note);
2016           n_notes++;
2017         }
2018     }
2019
2020   /* Set up CLOBBER_REG and CLOBBER_LOC.  */
2021
2022   n_clobbers = 0;
2023
2024   if (GET_CODE (body) == PARALLEL)
2025     {
2026       clobber_reg = alloca (XVECLEN (body, 0) * sizeof (rtx));
2027       clobber_loc = alloca (XVECLEN (body, 0) * sizeof (rtx *));
2028
2029       for (i = 0; i < XVECLEN (body, 0); i++)
2030         if (GET_CODE (XVECEXP (body, 0, i)) == CLOBBER)
2031           {
2032             rtx clobber = XVECEXP (body, 0, i);
2033             rtx reg = XEXP (clobber, 0);
2034             rtx *loc = & XEXP (clobber, 0);
2035
2036             if (GET_CODE (reg) == SUBREG && REG_P (SUBREG_REG (reg)))
2037               {
2038                 loc = & SUBREG_REG (reg);
2039                 reg = SUBREG_REG (reg);
2040               }
2041
2042             if (STACK_REG_P (reg))
2043               {
2044                 clobber_reg[n_clobbers] = reg;
2045                 clobber_loc[n_clobbers] = loc;
2046                 n_clobbers++;
2047               }
2048           }
2049     }
2050
2051   temp_stack = *regstack;
2052
2053   /* Put the input regs into the desired place in TEMP_STACK.  */
2054
2055   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2056     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i])
2057         && reg_class_subset_p (recog_op_alt[i][alt].cl,
2058                                FLOAT_REGS)
2059         && recog_op_alt[i][alt].cl != FLOAT_REGS)
2060       {
2061         /* If an operand needs to be in a particular reg in
2062            FLOAT_REGS, the constraint was either 't' or 'u'.  Since
2063            these constraints are for single register classes, and
2064            reload guaranteed that operand[i] is already in that class,
2065            we can just use REGNO (recog_data.operand[i]) to know which
2066            actual reg this operand needs to be in.  */
2067
2068         int regno = get_hard_regnum (&temp_stack, recog_data.operand[i]);
2069
2070         gcc_assert (regno >= 0);
2071
2072         if ((unsigned int) regno != REGNO (recog_data.operand[i]))
2073           {
2074             /* recog_data.operand[i] is not in the right place.  Find
2075                it and swap it with whatever is already in I's place.
2076                K is where recog_data.operand[i] is now.  J is where it
2077                should be.  */
2078             int j, k, temp;
2079
2080             k = temp_stack.top - (regno - FIRST_STACK_REG);
2081             j = (temp_stack.top
2082                  - (REGNO (recog_data.operand[i]) - FIRST_STACK_REG));
2083
2084             temp = temp_stack.reg[k];
2085             temp_stack.reg[k] = temp_stack.reg[j];
2086             temp_stack.reg[j] = temp;
2087           }
2088       }
2089
2090   /* Emit insns before INSN to make sure the reg-stack is in the right
2091      order.  */
2092
2093   change_stack (insn, regstack, &temp_stack, EMIT_BEFORE);
2094
2095   /* Make the needed input register substitutions.  Do death notes and
2096      clobbers too, because these are for inputs, not outputs.  */
2097
2098   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2099     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2100       {
2101         int regnum = get_hard_regnum (regstack, recog_data.operand[i]);
2102
2103         gcc_assert (regnum >= 0);
2104
2105         replace_reg (recog_data.operand_loc[i], regnum);
2106       }
2107
2108   for (i = 0; i < n_notes; i++)
2109     if (note_kind[i] == REG_DEAD)
2110       {
2111         int regnum = get_hard_regnum (regstack, note_reg[i]);
2112
2113         gcc_assert (regnum >= 0);
2114
2115         replace_reg (note_loc[i], regnum);
2116       }
2117
2118   for (i = 0; i < n_clobbers; i++)
2119     {
2120       /* It's OK for a CLOBBER to reference a reg that is not live.
2121          Don't try to replace it in that case.  */
2122       int regnum = get_hard_regnum (regstack, clobber_reg[i]);
2123
2124       if (regnum >= 0)
2125         {
2126           /* Sigh - clobbers always have QImode.  But replace_reg knows
2127              that these regs can't be MODE_INT and will assert.  Just put
2128              the right reg there without calling replace_reg.  */
2129
2130           *clobber_loc[i] = FP_MODE_REG (regnum, DFmode);
2131         }
2132     }
2133
2134   /* Now remove from REGSTACK any inputs that the asm implicitly popped.  */
2135
2136   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2137     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2138       {
2139         /* An input reg is implicitly popped if it is tied to an
2140            output, or if there is a CLOBBER for it.  */
2141         int j;
2142
2143         for (j = 0; j < n_clobbers; j++)
2144           if (operands_match_p (clobber_reg[j], recog_data.operand[i]))
2145             break;
2146
2147         if (j < n_clobbers || recog_op_alt[i][alt].matches >= 0)
2148           {
2149             /* recog_data.operand[i] might not be at the top of stack.
2150                But that's OK, because all we need to do is pop the
2151                right number of regs off of the top of the reg-stack.
2152                record_asm_stack_regs guaranteed that all implicitly
2153                popped regs were grouped at the top of the reg-stack.  */
2154
2155             CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
2156                                 regstack->reg[regstack->top]);
2157             regstack->top--;
2158           }
2159       }
2160
2161   /* Now add to REGSTACK any outputs that the asm implicitly pushed.
2162      Note that there isn't any need to substitute register numbers.
2163      ???  Explain why this is true.  */
2164
2165   for (i = LAST_STACK_REG; i >= FIRST_STACK_REG; i--)
2166     {
2167       /* See if there is an output for this hard reg.  */
2168       int j;
2169
2170       for (j = 0; j < n_outputs; j++)
2171         if (STACK_REG_P (recog_data.operand[j])
2172             && REGNO (recog_data.operand[j]) == (unsigned) i)
2173           {
2174             regstack->reg[++regstack->top] = i;
2175             SET_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, i);
2176             break;
2177           }
2178     }
2179
2180   /* Now emit a pop insn for any REG_UNUSED output, or any REG_DEAD
2181      input that the asm didn't implicitly pop.  If the asm didn't
2182      implicitly pop an input reg, that reg will still be live.
2183
2184      Note that we can't use find_regno_note here: the register numbers
2185      in the death notes have already been substituted.  */
2186
2187   for (i = 0; i < n_outputs; i++)
2188     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2189       {
2190         int j;
2191
2192         for (j = 0; j < n_notes; j++)
2193           if (REGNO (recog_data.operand[i]) == REGNO (note_reg[j])
2194               && note_kind[j] == REG_UNUSED)
2195             {
2196               insn = emit_pop_insn (insn, regstack, recog_data.operand[i],
2197                                     EMIT_AFTER);
2198               break;
2199             }
2200       }
2201
2202   for (i = n_outputs; i < n_outputs + n_inputs; i++)
2203     if (STACK_REG_P (recog_data.operand[i]))
2204       {
2205         int j;
2206
2207         for (j = 0; j < n_notes; j++)
2208           if (REGNO (recog_data.operand[i]) == REGNO (note_reg[j])
2209               && note_kind[j] == REG_DEAD
2210               && TEST_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set,
2211                                     REGNO (recog_data.operand[i])))
2212             {
2213               insn = emit_pop_insn (insn, regstack, recog_data.operand[i],
2214                                     EMIT_AFTER);
2215               break;
2216             }
2217       }
2218 }
2219 \f
2220 /* Substitute stack hard reg numbers for stack virtual registers in
2221    INSN.  Non-stack register numbers are not changed.  REGSTACK is the
2222    current stack content.  Insns may be emitted as needed to arrange the
2223    stack for the 387 based on the contents of the insn.  Return whether
2224    a control flow insn was deleted in the process.  */
2225
2226 static bool
2227 subst_stack_regs (rtx insn, stack regstack)
2228 {
2229   rtx *note_link, note;
2230   bool control_flow_insn_deleted = false;
2231   int i;
2232
2233   if (CALL_P (insn))
2234     {
2235       int top = regstack->top;
2236
2237       /* If there are any floating point parameters to be passed in
2238          registers for this call, make sure they are in the right
2239          order.  */
2240
2241       if (top >= 0)
2242         {
2243           straighten_stack (insn, regstack);
2244
2245           /* Now mark the arguments as dead after the call.  */
2246
2247           while (regstack->top >= 0)
2248             {
2249               CLEAR_HARD_REG_BIT (regstack->reg_set, FIRST_STACK_REG + regstack->top);
2250               regstack->top--;
2251             }
2252         }
2253     }
2254
2255   /* Do the actual substitution if any stack regs are mentioned.
2256      Since we only record whether entire insn mentions stack regs, and
2257      subst_stack_regs_pat only works for patterns that contain stack regs,
2258      we must check each pattern in a parallel here.  A call_value_pop could
2259      fail otherwise.  */
2260
2261   if (stack_regs_mentioned (insn))
2262     {
2263       int n_operands = asm_noperands (PATTERN (insn));
2264       if (n_operands >= 0)
2265         {
2266           /* This insn is an `asm' with operands.  Decode the operands,
2267              decide how many are inputs, and do register substitution.
2268              Any REG_UNUSED notes will be handled by subst_asm_stack_regs.  */
2269
2270           subst_asm_stack_regs (insn, regstack);
2271           return control_flow_insn_deleted;
2272         }
2273
2274       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2275         for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (insn), 0); i++)
2276           {
2277             if (stack_regs_mentioned_p (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i)))
2278               {
2279                 if (GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i)) == CLOBBER)
2280                    XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i)
2281                      = shallow_copy_rtx (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i));
2282                 control_flow_insn_deleted
2283                   |= subst_stack_regs_pat (insn, regstack,
2284                                            XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i));
2285               }
2286           }
2287       else
2288         control_flow_insn_deleted
2289           |= subst_stack_regs_pat (insn, regstack, PATTERN (insn));
2290     }
2291
2292   /* subst_stack_regs_pat may have deleted a no-op insn.  If so, any
2293      REG_UNUSED will already have been dealt with, so just return.  */
2294
2295   if (NOTE_P (insn) || INSN_DELETED_P (insn))
2296     return control_flow_insn_deleted;
2297
2298   /* If this a noreturn call, we can't insert pop insns after it.
2299      Instead, reset the stack state to empty.  */
2300   if (CALL_P (insn)
2301       && find_reg_note (insn, REG_NORETURN, NULL))
2302     {
2303       regstack->top = -1;
2304       CLEAR_HARD_REG_SET (regstack->reg_set);
2305       return control_flow_insn_deleted;
2306     }
2307
2308   /* If there is a REG_UNUSED note on a stack register on this insn,
2309      the indicated reg must be popped.  The REG_UNUSED note is removed,
2310      since the form of the newly emitted pop insn references the reg,
2311      making it no longer `unset'.  */
2312
2313   note_link = &REG_NOTES (insn);
2314   for (note = *note_link; note; note = XEXP (note, 1))
2315     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_UNUSED && STACK_REG_P (XEXP (note, 0)))
2316       {
2317         *note_link = XEXP (note, 1);
2318         insn = emit_pop_insn (insn, regstack, XEXP (note, 0), EMIT_AFTER);
2319       }
2320     else
2321       note_link = &XEXP (note, 1);
2322
2323   return control_flow_insn_deleted;
2324 }
2325 \f
2326 /* Change the organization of the stack so that it fits a new basic
2327    block.  Some registers might have to be popped, but there can never be
2328    a register live in the new block that is not now live.
2329
2330    Insert any needed insns before or after INSN, as indicated by
2331    WHERE.  OLD is the original stack layout, and NEW is the desired
2332    form.  OLD is updated to reflect the code emitted, i.e., it will be
2333    the same as NEW upon return.
2334
2335    This function will not preserve block_end[].  But that information
2336    is no longer needed once this has executed.  */
2337
2338 static void
2339 change_stack (rtx insn, stack old, stack new, enum emit_where where)
2340 {
2341   int reg;
2342   int update_end = 0;
2343
2344   /* Stack adjustments for the first insn in a block update the
2345      current_block's stack_in instead of inserting insns directly.
2346      compensate_edges will add the necessary code later.  */
2347   if (current_block
2348       && starting_stack_p
2349       && where == EMIT_BEFORE)
2350     {
2351       BLOCK_INFO (current_block)->stack_in = *new;
2352       starting_stack_p = false;
2353       *old = *new;
2354       return;
2355     }
2356
2357   /* We will be inserting new insns "backwards".  If we are to insert
2358      after INSN, find the next insn, and insert before it.  */
2359
2360   if (where == EMIT_AFTER)
2361     {
2362       if (current_block && BB_END (current_block) == insn)
2363         update_end = 1;
2364       insn = NEXT_INSN (insn);
2365     }
2366
2367   /* Pop any registers that are not needed in the new block.  */
2368
2369   /* If the destination block's stack already has a specified layout
2370      and contains two or more registers, use a more intelligent algorithm
2371      to pop registers that minimizes the number number of fxchs below.  */
2372   if (new->top > 0)
2373     {
2374       bool slots[REG_STACK_SIZE];
2375       int pops[REG_STACK_SIZE];
2376       int next, dest, topsrc;
2377
2378       /* First pass to determine the free slots.  */
2379       for (reg = 0; reg <= new->top; reg++)
2380         slots[reg] = TEST_HARD_REG_BIT (new->reg_set, old->reg[reg]);
2381
2382       /* Second pass to allocate preferred slots.  */
2383       topsrc = -1;
2384       for (reg = old->top; reg > new->top; reg--)
2385         if (TEST_HARD_REG_BIT (new->reg_set, old->reg[reg]))
2386           {
2387             dest = -1;
2388             for (next = 0; next <= new->top; next++)
2389               if (!slots[next] && new->reg[next] == old->reg[reg])
2390                 {
2391                   /* If this is a preference for the new top of stack, record
2392                      the fact by remembering it's old->reg in topsrc.  */
2393                   if (next == new->top)
2394                     topsrc = reg;
2395                   slots[next] = true;
2396                   dest = next;
2397                   break;
2398                 }
2399             pops[reg] = dest;
2400           }
2401         else
2402           pops[reg] = reg;
2403
2404       /* Intentionally, avoid placing the top of stack in it's correct
2405          location, if we still need to permute the stack below and we
2406          can usefully place it somewhere else.  This is the case if any
2407          slot is still unallocated, in which case we should place the
2408          top of stack there.  */
2409       if (topsrc != -1)
2410         for (reg = 0; reg < new->top; reg++)
2411           if (!slots[reg])
2412             {
2413               pops[topsrc] = reg;
2414               slots[new->top] = false;
2415               slots[reg] = true;
2416               break;
2417             }
2418
2419       /* Third pass allocates remaining slots and emits pop insns.  */
2420       next = new->top;
2421       for (reg = old->top; reg > new->top; reg--)
2422         {
2423           dest = pops[reg];
2424           if (dest == -1)
2425             {
2426               /* Find next free slot.  */
2427               while (slots[next])
2428                 next--;
2429               dest = next--;
2430             }
2431           emit_pop_insn (insn, old, FP_MODE_REG (old->reg[dest], DFmode),
2432                          EMIT_BEFORE);
2433         }
2434     }
2435   else
2436     {
2437       /* The following loop attempts to maximize the number of times we
2438          pop the top of the stack, as this permits the use of the faster
2439          ffreep instruction on platforms that support it.  */
2440       int live, next;
2441
2442       live = 0;
2443       for (reg = 0; reg <= old->top; reg++)
2444         if (TEST_HARD_REG_BIT (new->reg_set, old->reg[reg]))
2445           live++;
2446
2447       next = live;
2448       while (old->top >= live)
2449         if (TEST_HARD_REG_BIT (new->reg_set, old->reg[old->top]))
2450           {
2451             while (TEST_HARD_REG_BIT (new->reg_set, old->reg[next]))
2452               next--;
2453             emit_pop_insn (insn, old, FP_MODE_REG (old->reg[next], DFmode),
2454                            EMIT_BEFORE);
2455           }
2456         else
2457           emit_pop_insn (insn, old, FP_MODE_REG (old->reg[old->top], DFmode),
2458                          EMIT_BEFORE);
2459     }
2460
2461   if (new->top == -2)
2462     {
2463       /* If the new block has never been processed, then it can inherit
2464          the old stack order.  */
2465
2466       new->top = old->top;
2467       memcpy (new->reg, old->reg, sizeof (new->reg));
2468     }
2469   else
2470     {
2471       /* This block has been entered before, and we must match the
2472          previously selected stack order.  */
2473
2474       /* By now, the only difference should be the order of the stack,
2475          not their depth or liveliness.  */
2476
2477       GO_IF_HARD_REG_EQUAL (old->reg_set, new->reg_set, win);
2478       gcc_unreachable ();
2479     win:
2480       gcc_assert (old->top == new->top);
2481
2482       /* If the stack is not empty (new->top != -1), loop here emitting
2483          swaps until the stack is correct.
2484
2485          The worst case number of swaps emitted is N + 2, where N is the
2486          depth of the stack.  In some cases, the reg at the top of
2487          stack may be correct, but swapped anyway in order to fix
2488          other regs.  But since we never swap any other reg away from
2489          its correct slot, this algorithm will converge.  */
2490
2491       if (new->top != -1)
2492         do
2493           {
2494             /* Swap the reg at top of stack into the position it is
2495                supposed to be in, until the correct top of stack appears.  */
2496
2497             while (old->reg[old->top] != new->reg[new->top])
2498               {
2499                 for (reg = new->top; reg >= 0; reg--)
2500                   if (new->reg[reg] == old->reg[old->top])
2501                     break;
2502
2503                 gcc_assert (reg != -1);
2504
2505                 emit_swap_insn (insn, old,
2506                                 FP_MODE_REG (old->reg[reg], DFmode));
2507               }
2508
2509             /* See if any regs remain incorrect.  If so, bring an
2510              incorrect reg to the top of stack, and let the while loop
2511              above fix it.  */
2512
2513             for (reg = new->top; reg >= 0; reg--)
2514               if (new->reg[reg] != old->reg[reg])
2515                 {
2516                   emit_swap_insn (insn, old,
2517                                   FP_MODE_REG (old->reg[reg], DFmode));
2518                   break;
2519                 }
2520           } while (reg >= 0);
2521
2522       /* At this point there must be no differences.  */
2523
2524       for (reg = old->top; reg >= 0; reg--)
2525         gcc_assert (old->reg[reg] == new->reg[reg]);
2526     }
2527
2528   if (update_end)
2529     BB_END (current_block) = PREV_INSN (insn);
2530 }
2531 \f
2532 /* Print stack configuration.  */
2533
2534 static void
2535 print_stack (FILE *file, stack s)
2536 {
2537   if (! file)
2538     return;
2539
2540   if (s->top == -2)
2541     fprintf (file, "uninitialized\n");
2542   else if (s->top == -1)
2543     fprintf (file, "empty\n");
2544   else
2545     {
2546       int i;
2547       fputs ("[ ", file);
2548       for (i = 0; i <= s->top; ++i)
2549         fprintf (file, "%d ", s->reg[i]);
2550       fputs ("]\n", file);
2551     }
2552 }
2553 \f
2554 /* This function was doing life analysis.  We now let the regular live
2555    code do it's job, so we only need to check some extra invariants
2556    that reg-stack expects.  Primary among these being that all registers
2557    are initialized before use.
2558
2559    The function returns true when code was emitted to CFG edges and
2560    commit_edge_insertions needs to be called.  */
2561
2562 static int
2563 convert_regs_entry (void)
2564 {
2565   int inserted = 0;
2566   edge e;
2567   edge_iterator ei;
2568
2569   /* Load something into each stack register live at function entry.
2570      Such live registers can be caused by uninitialized variables or
2571      functions not returning values on all paths.  In order to keep
2572      the push/pop code happy, and to not scrog the register stack, we
2573      must put something in these registers.  Use a QNaN.
2574
2575      Note that we are inserting converted code here.  This code is
2576      never seen by the convert_regs pass.  */
2577
2578   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
2579     {
2580       basic_block block = e->dest;
2581       block_info bi = BLOCK_INFO (block);
2582       int reg, top = -1;
2583
2584       for (reg = LAST_STACK_REG; reg >= FIRST_STACK_REG; --reg)
2585         if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->stack_in.reg_set, reg))
2586           {
2587             rtx init;
2588
2589             bi->stack_in.reg[++top] = reg;
2590
2591             init = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2592                                 FP_MODE_REG (FIRST_STACK_REG, SFmode),
2593                                 not_a_num);
2594             insert_insn_on_edge (init, e);
2595             inserted = 1;
2596           }
2597
2598       bi->stack_in.top = top;
2599     }
2600
2601   return inserted;
2602 }
2603
2604 /* Construct the desired stack for function exit.  This will either
2605    be `empty', or the function return value at top-of-stack.  */
2606
2607 static void
2608 convert_regs_exit (void)
2609 {
2610   int value_reg_low, value_reg_high;
2611   stack output_stack;
2612   rtx retvalue;
2613
2614   retvalue = stack_result (current_function_decl);
2615   value_reg_low = value_reg_high = -1;
2616   if (retvalue)
2617     {
2618       value_reg_low = REGNO (retvalue);
2619       value_reg_high = value_reg_low
2620         + hard_regno_nregs[value_reg_low][GET_MODE (retvalue)] - 1;
2621     }
2622
2623   output_stack = &BLOCK_INFO (EXIT_BLOCK_PTR)->stack_in;
2624   if (value_reg_low == -1)
2625     output_stack->top = -1;
2626   else
2627     {
2628       int reg;
2629
2630       output_stack->top = value_reg_high - value_reg_low;
2631       for (reg = value_reg_low; reg <= value_reg_high; ++reg)
2632         {
2633           output_stack->reg[value_reg_high - reg] = reg;
2634           SET_HARD_REG_BIT (output_stack->reg_set, reg);
2635         }
2636     }
2637 }
2638
2639 /* Copy the stack info from the end of edge E's source block to the
2640    start of E's destination block.  */
2641
2642 static void
2643 propagate_stack (edge e)
2644 {
2645   stack src_stack = &BLOCK_INFO (e->src)->stack_out;
2646   stack dest_stack = &BLOCK_INFO (e->dest)->stack_in;
2647   int reg;
2648
2649   /* Preserve the order of the original stack, but check whether
2650      any pops are needed.  */
2651   dest_stack->top = -1;
2652   for (reg = 0; reg <= src_stack->top; ++reg)
2653     if (TEST_HARD_REG_BIT (dest_stack->reg_set, src_stack->reg[reg]))
2654       dest_stack->reg[++dest_stack->top] = src_stack->reg[reg];
2655 }
2656
2657
2658 /* Adjust the stack of edge E's source block on exit to match the stack
2659    of it's target block upon input.  The stack layouts of both blocks
2660    should have been defined by now.  */
2661
2662 static bool
2663 compensate_edge (edge e)
2664 {
2665   basic_block source = e->src, target = e->dest;
2666   stack target_stack = &BLOCK_INFO (target)->stack_in;
2667   stack source_stack = &BLOCK_INFO (source)->stack_out;
2668   struct stack_def regstack;
2669   int reg;
2670
2671   if (dump_file)
2672     fprintf (dump_file, "Edge %d->%d: ", source->index, target->index);
2673
2674   gcc_assert (target_stack->top != -2);
2675
2676   /* Check whether stacks are identical.  */
2677   if (target_stack->top == source_stack->top)
2678     {
2679       for (reg = target_stack->top; reg >= 0; --reg)
2680         if (target_stack->reg[reg] != source_stack->reg[reg])
2681           break;
2682
2683       if (reg == -1)
2684         {
2685           if (dump_file)
2686             fprintf (dump_file, "no changes needed\n");
2687           return false;
2688         }
2689     }
2690
2691   if (dump_file)
2692     {
2693       fprintf (dump_file, "correcting stack to ");
2694       print_stack (dump_file, target_stack);
2695     }
2696
2697   /* Abnormal calls may appear to have values live in st(0), but the
2698      abnormal return path will not have actually loaded the values.  */
2699   if (e->flags & EDGE_ABNORMAL_CALL)
2700     {
2701       /* Assert that the lifetimes are as we expect -- one value
2702          live at st(0) on the end of the source block, and no
2703          values live at the beginning of the destination block.
2704          For complex return values, we may have st(1) live as well.  */
2705       gcc_assert (source_stack->top == 0 || source_stack->top == 1);
2706       gcc_assert (target_stack->top == -1);
2707       return false;
2708     }
2709
2710   /* Handle non-call EH edges specially.  The normal return path have
2711      values in registers.  These will be popped en masse by the unwind
2712      library.  */
2713   if (e->flags & EDGE_EH)
2714     {
2715       gcc_assert (target_stack->top == -1);
2716       return false;
2717     }
2718
2719   /* We don't support abnormal edges.  Global takes care to
2720      avoid any live register across them, so we should never
2721      have to insert instructions on such edges.  */
2722   gcc_assert (! (e->flags & EDGE_ABNORMAL));
2723
2724   /* Make a copy of source_stack as change_stack is destructive.  */
2725   regstack = *source_stack;
2726
2727   /* It is better to output directly to the end of the block
2728      instead of to the edge, because emit_swap can do minimal
2729      insn scheduling.  We can do this when there is only one
2730      edge out, and it is not abnormal.  */
2731   if (EDGE_COUNT (source->succs) == 1)
2732     {
2733       current_block = source;
2734       change_stack (BB_END (source), &regstack, target_stack,
2735                     (JUMP_P (BB_END (source)) ? EMIT_BEFORE : EMIT_AFTER));
2736     }
2737   else
2738     {
2739       rtx seq, after;
2740
2741       current_block = NULL;
2742       start_sequence ();
2743
2744       /* ??? change_stack needs some point to emit insns after.  */
2745       after = emit_note (NOTE_INSN_DELETED);
2746
2747       change_stack (after, &regstack, target_stack, EMIT_BEFORE);
2748
2749       seq = get_insns ();
2750       end_sequence ();
2751
2752       insert_insn_on_edge (seq, e);
2753       return true;
2754     }
2755   return false;
2756 }
2757
2758 /* Traverse all non-entry edges in the CFG, and emit the necessary
2759    edge compensation code to change the stack from stack_out of the
2760    source block to the stack_in of the destination block.  */
2761
2762 static bool
2763 compensate_edges (void)
2764 {
2765   bool inserted = false;
2766   basic_block bb;
2767
2768   starting_stack_p = false;
2769
2770   FOR_EACH_BB (bb)
2771     if (bb != ENTRY_BLOCK_PTR)
2772       {
2773         edge e;
2774         edge_iterator ei;
2775
2776         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2777           inserted |= compensate_edge (e);
2778       }
2779   return inserted;
2780 }
2781
2782 /* Select the better of two edges E1 and E2 to use to determine the
2783    stack layout for their shared destination basic block.  This is
2784    typically the more frequently executed.  The edge E1 may be NULL
2785    (in which case E2 is returned), but E2 is always non-NULL.  */
2786
2787 static edge
2788 better_edge (edge e1, edge e2)
2789 {
2790   if (!e1)
2791     return e2;
2792
2793   if (EDGE_FREQUENCY (e1) > EDGE_FREQUENCY (e2))
2794     return e1;
2795   if (EDGE_FREQUENCY (e1) < EDGE_FREQUENCY (e2))
2796     return e2;
2797
2798   if (e1->count > e2->count)
2799     return e1;
2800   if (e1->count < e2->count)
2801     return e2;
2802
2803   /* Prefer critical edges to minimize inserting compensation code on
2804      critical edges.  */
2805
2806   if (EDGE_CRITICAL_P (e1) != EDGE_CRITICAL_P (e2))
2807     return EDGE_CRITICAL_P (e1) ? e1 : e2;
2808
2809   /* Avoid non-deterministic behavior.  */
2810   return (e1->src->index < e2->src->index) ? e1 : e2;
2811 }
2812
2813 /* Convert stack register references in one block.  */
2814
2815 static void
2816 convert_regs_1 (basic_block block)
2817 {
2818   struct stack_def regstack;
2819   block_info bi = BLOCK_INFO (block);
2820   int reg;
2821   rtx insn, next;
2822   bool control_flow_insn_deleted = false;
2823
2824   any_malformed_asm = false;
2825
2826   /* Choose an initial stack layout, if one hasn't already been chosen.  */
2827   if (bi->stack_in.top == -2)
2828     {
2829       edge e, beste = NULL;
2830       edge_iterator ei;
2831
2832       /* Select the best incoming edge (typically the most frequent) to
2833          use as a template for this basic block.  */
2834       FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->preds)
2835         if (BLOCK_INFO (e->src)->done)
2836           beste = better_edge (beste, e);
2837
2838       if (beste)
2839         propagate_stack (beste);
2840       else
2841         {
2842           /* No predecessors.  Create an arbitrary input stack.  */
2843           bi->stack_in.top = -1;
2844           for (reg = LAST_STACK_REG; reg >= FIRST_STACK_REG; --reg)
2845             if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->stack_in.reg_set, reg))
2846               bi->stack_in.reg[++bi->stack_in.top] = reg;
2847         }
2848     }
2849
2850   if (dump_file)
2851     {
2852       fprintf (dump_file, "\nBasic block %d\nInput stack: ", block->index);
2853       print_stack (dump_file, &bi->stack_in);
2854     }
2855
2856   /* Process all insns in this block.  Keep track of NEXT so that we
2857      don't process insns emitted while substituting in INSN.  */
2858   current_block = block;
2859   next = BB_HEAD (block);
2860   regstack = bi->stack_in;
2861   starting_stack_p = true;
2862
2863   do
2864     {
2865       insn = next;
2866       next = NEXT_INSN (insn);
2867
2868       /* Ensure we have not missed a block boundary.  */
2869       gcc_assert (next);
2870       if (insn == BB_END (block))
2871         next = NULL;
2872
2873       /* Don't bother processing unless there is a stack reg
2874          mentioned or if it's a CALL_INSN.  */
2875       if (stack_regs_mentioned (insn)
2876           || CALL_P (insn))
2877         {
2878           if (dump_file)
2879             {
2880               fprintf (dump_file, "  insn %d input stack: ",
2881                        INSN_UID (insn));
2882               print_stack (dump_file, &regstack);
2883             }
2884           control_flow_insn_deleted |= subst_stack_regs (insn, &regstack);
2885           starting_stack_p = false;
2886         }
2887     }
2888   while (next);
2889
2890   if (dump_file)
2891     {
2892       fprintf (dump_file, "Expected live registers [");
2893       for (reg = FIRST_STACK_REG; reg <= LAST_STACK_REG; ++reg)
2894         if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->out_reg_set, reg))
2895           fprintf (dump_file, " %d", reg);
2896       fprintf (dump_file, " ]\nOutput stack: ");
2897       print_stack (dump_file, &regstack);
2898     }
2899
2900   insn = BB_END (block);
2901   if (JUMP_P (insn))
2902     insn = PREV_INSN (insn);
2903
2904   /* If the function is declared to return a value, but it returns one
2905      in only some cases, some registers might come live here.  Emit
2906      necessary moves for them.  */
2907
2908   for (reg = FIRST_STACK_REG; reg <= LAST_STACK_REG; ++reg)
2909     {
2910       if (TEST_HARD_REG_BIT (bi->out_reg_set, reg)
2911           && ! TEST_HARD_REG_BIT (regstack.reg_set, reg))
2912         {
2913           rtx set;
2914
2915           if (dump_file)
2916             fprintf (dump_file, "Emitting insn initializing reg %d\n", reg);
2917
2918           set = gen_rtx_SET (VOIDmode, FP_MODE_REG (reg, SFmode), not_a_num);
2919           insn = emit_insn_after (set, insn);
2920           control_flow_insn_deleted |= subst_stack_regs (insn, &regstack);
2921         }
2922     }
2923
2924   /* Amongst the insns possibly deleted during the substitution process above,
2925      might have been the only trapping insn in the block.  We purge the now
2926      possibly dead EH edges here to avoid an ICE from fixup_abnormal_edges,
2927      called at the end of convert_regs.  The order in which we process the
2928      blocks ensures that we never delete an already processed edge.
2929
2930      Note that, at this point, the CFG may have been damaged by the emission
2931      of instructions after an abnormal call, which moves the basic block end
2932      (and is the reason why we call fixup_abnormal_edges later).  So we must
2933      be sure that the trapping insn has been deleted before trying to purge
2934      dead edges, otherwise we risk purging valid edges.
2935
2936      ??? We are normally supposed not to delete trapping insns, so we pretend
2937      that the insns deleted above don't actually trap.  It would have been
2938      better to detect this earlier and avoid creating the EH edge in the first
2939      place, still, but we don't have enough information at that time.  */
2940
2941   if (control_flow_insn_deleted)
2942     purge_dead_edges (block);
2943
2944   /* Something failed if the stack lives don't match.  If we had malformed
2945      asms, we zapped the instruction itself, but that didn't produce the
2946      same pattern of register kills as before.  */
2947   GO_IF_HARD_REG_EQUAL (regstack.reg_set, bi->out_reg_set, win);
2948   gcc_assert (any_malformed_asm);
2949  win:
2950   bi->stack_out = regstack;
2951   bi->done = true;
2952 }
2953
2954 /* Convert registers in all blocks reachable from BLOCK.  */
2955
2956 static void
2957 convert_regs_2 (basic_block block)
2958 {
2959   basic_block *stack, *sp;
2960
2961   /* We process the blocks in a top-down manner, in a way such that one block
2962      is only processed after all its predecessors.  The number of predecessors
2963      of every block has already been computed.  */
2964
2965   stack = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks);
2966   sp = stack;
2967
2968   *sp++ = block;
2969
2970   do
2971     {
2972       edge e;
2973       edge_iterator ei;
2974
2975       block = *--sp;
2976
2977       /* Processing BLOCK is achieved by convert_regs_1, which may purge
2978          some dead EH outgoing edge after the deletion of the trapping
2979          insn inside the block.  Since the number of predecessors of
2980          BLOCK's successors was computed based on the initial edge set,
2981          we check the necessity to process some of these successors
2982          before such an edge deletion may happen.  However, there is
2983          a pitfall: if BLOCK is the only predecessor of a successor and
2984          the edge between them happens to be deleted, the successor
2985          becomes unreachable and should not be processed.  The problem
2986          is that there is no way to preventively detect this case so we
2987          stack the successor in all cases and hand over the task of
2988          fixing up the discrepancy to convert_regs_1.  */
2989
2990       FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->succs)
2991         if (! (e->flags & EDGE_DFS_BACK))
2992           {
2993             BLOCK_INFO (e->dest)->predecessors--;
2994             if (!BLOCK_INFO (e->dest)->predecessors)
2995               *sp++ = e->dest;
2996           }
2997
2998       convert_regs_1 (block);
2999     }
3000   while (sp != stack);
3001
3002   free (stack);
3003 }
3004
3005 /* Traverse all basic blocks in a function, converting the register
3006    references in each insn from the "flat" register file that gcc uses,
3007    to the stack-like registers the 387 uses.  */
3008
3009 static void
3010 convert_regs (void)
3011 {
3012   int inserted;
3013   basic_block b;
3014   edge e;
3015   edge_iterator ei;
3016
3017   /* Initialize uninitialized registers on function entry.  */
3018   inserted = convert_regs_entry ();
3019
3020   /* Construct the desired stack for function exit.  */
3021   convert_regs_exit ();
3022   BLOCK_INFO (EXIT_BLOCK_PTR)->done = 1;
3023
3024   /* ??? Future: process inner loops first, and give them arbitrary
3025      initial stacks which emit_swap_insn can modify.  This ought to
3026      prevent double fxch that often appears at the head of a loop.  */
3027
3028   /* Process all blocks reachable from all entry points.  */
3029   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
3030     convert_regs_2 (e->dest);
3031
3032   /* ??? Process all unreachable blocks.  Though there's no excuse
3033      for keeping these even when not optimizing.  */
3034   FOR_EACH_BB (b)
3035     {
3036       block_info bi = BLOCK_INFO (b);
3037
3038       if (! bi->done)
3039         convert_regs_2 (b);
3040     }
3041
3042   inserted |= compensate_edges ();
3043
3044   clear_aux_for_blocks ();
3045
3046   fixup_abnormal_edges ();
3047   if (inserted)
3048     commit_edge_insertions ();
3049
3050   if (dump_file)
3051     fputc ('\n', dump_file);
3052 }
3053 \f
3054 /* Convert register usage from "flat" register file usage to a "stack
3055    register file.  FILE is the dump file, if used.
3056
3057    Construct a CFG and run life analysis.  Then convert each insn one
3058    by one.  Run a last cleanup_cfg pass, if optimizing, to eliminate
3059    code duplication created when the converter inserts pop insns on
3060    the edges.  */
3061
3062 static bool
3063 reg_to_stack (void)
3064 {
3065   basic_block bb;
3066   int i;
3067   int max_uid;
3068
3069   /* Clean up previous run.  */
3070   if (stack_regs_mentioned_data != NULL)
3071     VEC_free (char, heap, stack_regs_mentioned_data);
3072
3073   /* See if there is something to do.  Flow analysis is quite
3074      expensive so we might save some compilation time.  */
3075   for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
3076     if (regs_ever_live[i])
3077       break;
3078   if (i > LAST_STACK_REG)
3079     return false;
3080
3081   /* Ok, floating point instructions exist.  If not optimizing,
3082      build the CFG and run life analysis.
3083      Also need to rebuild life when superblock scheduling is done
3084      as it don't update liveness yet.  */
3085   if (!optimize
3086       || ((flag_sched2_use_superblocks || flag_sched2_use_traces)
3087           && flag_schedule_insns_after_reload))
3088     {
3089       count_or_remove_death_notes (NULL, 1);
3090       life_analysis (PROP_DEATH_NOTES);
3091     }
3092   mark_dfs_back_edges ();
3093
3094   /* Set up block info for each basic block.  */
3095   alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct block_info_def));
3096   FOR_EACH_BB (bb)
3097     {
3098       block_info bi = BLOCK_INFO (bb);
3099       edge_iterator ei;
3100       edge e;
3101       int reg;
3102
3103       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3104         if (!(e->flags & EDGE_DFS_BACK)
3105             && e->src != ENTRY_BLOCK_PTR)
3106           bi->predecessors++;
3107
3108       /* Set current register status at last instruction `uninitialized'.  */
3109       bi->stack_in.top = -2;
3110
3111       /* Copy live_at_end and live_at_start into temporaries.  */
3112       for (reg = FIRST_STACK_REG; reg <= LAST_STACK_REG; reg++)
3113         {
3114           if (REGNO_REG_SET_P (bb->il.rtl->global_live_at_end, reg))
3115             SET_HARD_REG_BIT (bi->out_reg_set, reg);
3116           if (REGNO_REG_SET_P (bb->il.rtl->global_live_at_start, reg))
3117             SET_HARD_REG_BIT (bi->stack_in.reg_set, reg);
3118         }
3119     }
3120
3121   /* Create the replacement registers up front.  */
3122   for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
3123     {
3124       enum machine_mode mode;
3125       for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_FLOAT);
3126            mode != VOIDmode;
3127            mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
3128         FP_MODE_REG (i, mode) = gen_rtx_REG (mode, i);
3129       for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_COMPLEX_FLOAT);
3130            mode != VOIDmode;
3131            mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
3132         FP_MODE_REG (i, mode) = gen_rtx_REG (mode, i);
3133     }
3134
3135   ix86_flags_rtx = gen_rtx_REG (CCmode, FLAGS_REG);
3136
3137   /* A QNaN for initializing uninitialized variables.
3138
3139      ??? We can't load from constant memory in PIC mode, because
3140      we're inserting these instructions before the prologue and
3141      the PIC register hasn't been set up.  In that case, fall back
3142      on zero, which we can get from `ldz'.  */
3143
3144   if (flag_pic)
3145     not_a_num = CONST0_RTX (SFmode);
3146   else
3147     {
3148       not_a_num = gen_lowpart (SFmode, GEN_INT (0x7fc00000));
3149       not_a_num = force_const_mem (SFmode, not_a_num);
3150     }
3151
3152   /* Allocate a cache for stack_regs_mentioned.  */
3153   max_uid = get_max_uid ();
3154   stack_regs_mentioned_data = VEC_alloc (char, heap, max_uid + 1);
3155   memset (VEC_address (char, stack_regs_mentioned_data),
3156           0, sizeof (char) * max_uid + 1);
3157
3158   convert_regs ();
3159
3160   free_aux_for_blocks ();
3161   return true;
3162 }
3163 #endif /* STACK_REGS */
3164 \f
3165 static bool
3166 gate_handle_stack_regs (void)
3167 {
3168 #ifdef STACK_REGS
3169   return 1;
3170 #else
3171   return 0;
3172 #endif
3173 }
3174
3175 /* Convert register usage from flat register file usage to a stack
3176    register file.  */
3177 static unsigned int
3178 rest_of_handle_stack_regs (void)
3179 {
3180 #ifdef STACK_REGS
3181   if (reg_to_stack () && optimize)
3182     {
3183       regstack_completed = 1;
3184       if (cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE | CLEANUP_POST_REGSTACK
3185                        | (flag_crossjumping ? CLEANUP_CROSSJUMP : 0))
3186           && (flag_reorder_blocks || flag_reorder_blocks_and_partition))
3187         {
3188           reorder_basic_blocks (0);
3189           cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE | CLEANUP_POST_REGSTACK);
3190         }
3191     }
3192   else
3193     regstack_completed = 1;
3194 #endif
3195   return 0;
3196 }
3197
3198 struct tree_opt_pass pass_stack_regs =
3199 {
3200   "stack",                              /* name */
3201   gate_handle_stack_regs,               /* gate */
3202   rest_of_handle_stack_regs,            /* execute */
3203   NULL,                                 /* sub */
3204   NULL,                                 /* next */
3205   0,                                    /* static_pass_number */
3206   TV_REG_STACK,                         /* tv_id */
3207   0,                                    /* properties_required */
3208   0,                                    /* properties_provided */
3209   0,                                    /* properties_destroyed */
3210   0,                                    /* todo_flags_start */
3211   TODO_dump_func |
3212   TODO_ggc_collect,                     /* todo_flags_finish */
3213   'k'                                   /* letter */
3214 };