OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ira.c
index 5fbd713..41a2928 100644 (file)
--- a/gcc/ira.c
+++ b/gcc/ira.c
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* Integrated Register Allocator (IRA) entry point.
-   Copyright (C) 2006, 2007, 2008
+   Copyright (C) 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
    Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Vladimir Makarov <vmakarov@redhat.com>.
 
@@ -38,40 +38,51 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
        the other regions.  Therefore data structure representing a
        region is called loop_tree_node.
 
-     o *Cover class* is a register class belonging to a set of
-       non-intersecting register classes containing all of the
-       hard-registers available for register allocation.  The set of
-       all cover classes for a target is defined in the corresponding
-       machine-description file according some criteria.  Such notion
-       is needed because Chaitin-Briggs algorithm works on
-       non-intersected register classes.
+     o *Allocno class* is a register class used for allocation of
+       given allocno.  It means that only hard register of given
+       register class can be assigned to given allocno.  In reality,
+       even smaller subset of (*profitable*) hard registers can be
+       assigned.  In rare cases, the subset can be even smaller
+       because our modification of Chaitin-Briggs algorithm requires
+       that sets of hard registers can be assigned to allocnos forms a
+       forest, i.e. the sets can be ordered in a way where any
+       previous set is not intersected with given set or is a superset
+       of given set.
+
+     o *Pressure class* is a register class belonging to a set of
+       register classes containing all of the hard-registers available
+       for register allocation.  The set of all pressure classes for a
+       target is defined in the corresponding machine-description file
+       according some criteria.  Register pressure is calculated only
+       for pressure classes and it affects some IRA decisions as
+       forming allocation regions.
 
      o *Allocno* represents the live range of a pseudo-register in a
        region.  Besides the obvious attributes like the corresponding
-       pseudo-register number, cover class, conflicting allocnos and
+       pseudo-register number, allocno class, conflicting allocnos and
        conflicting hard-registers, there are a few allocno attributes
        which are important for understanding the allocation algorithm:
 
-       - *Live ranges*.  This is a list of ranges of *program
-         points* where the allocno lives.  Program points represent
-         places where a pseudo can be born or become dead (there are
+       - *Live ranges*.  This is a list of ranges of *program points*
+         where the allocno lives.  Program points represent places
+         where a pseudo can be born or become dead (there are
          approximately two times more program points than the insns)
          and they are represented by integers starting with 0.  The
-         live ranges are used to find conflicts between allocnos of
-         different cover classes.  They also play very important role
-         for the transformation of the IRA internal representation of
-         several regions into a one region representation.  The later is
-         used during the reload pass work because each allocno
-         represents all of the corresponding pseudo-registers.
+         live ranges are used to find conflicts between allocnos.
+         They also play very important role for the transformation of
+         the IRA internal representation of several regions into a one
+         region representation.  The later is used during the reload
+         pass work because each allocno represents all of the
+         corresponding pseudo-registers.
 
        - *Hard-register costs*.  This is a vector of size equal to the
-         number of available hard-registers of the allocno's cover
-         class.  The cost of a callee-clobbered hard-register for an
-         allocno is increased by the cost of save/restore code around
-         the calls through the given allocno's life.  If the allocno
-         is a move instruction operand and another operand is a
-         hard-register of the allocno's cover class, the cost of the
-         hard-register is decreased by the move cost.
+         number of available hard-registers of the allocno class.  The
+         cost of a callee-clobbered hard-register for an allocno is
+         increased by the cost of save/restore code around the calls
+         through the given allocno's life.  If the allocno is a move
+         instruction operand and another operand is a hard-register of
+         the allocno class, the cost of the hard-register is decreased
+         by the move cost.
 
          When an allocno is assigned, the hard-register with minimal
          full cost is used.  Initially, a hard-register's full cost is
@@ -139,12 +150,12 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
        * First, IRA builds regions and creates allocnos (file
          ira-build.c) and initializes most of their attributes.
 
-       * Then IRA finds a cover class for each allocno and calculates
-         its initial (non-accumulated) cost of memory and each
-         hard-register of its cover class (file ira-cost.c).
+       * Then IRA finds an allocno class for each allocno and
+         calculates its initial (non-accumulated) cost of memory and
+         each hard-register of its allocno class (file ira-cost.c).
 
        * IRA creates live ranges of each allocno, calulates register
-         pressure for each cover class in each region, sets up
+         pressure for each pressure class in each region, sets up
          conflict hard registers for each allocno and info about calls
          the allocno lives through (file ira-lives.c).
 
@@ -157,25 +168,63 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 
        * IRA creates all caps (file ira-build.c).
 
-       * Having live-ranges of allocnos and their cover classes, IRA
-         creates conflicting allocnos of the same cover class for each
-         allocno.  Conflicting allocnos are stored as a bit vector or
-         array of pointers to the conflicting allocnos whatever is
-         more profitable (file ira-conflicts.c).  At this point IRA
-         creates allocno copies.
+       * Having live-ranges of allocnos and their classes, IRA creates
+         conflicting allocnos for each allocno.  Conflicting allocnos
+         are stored as a bit vector or array of pointers to the
+         conflicting allocnos whatever is more profitable (file
+         ira-conflicts.c).  At this point IRA creates allocno copies.
 
      o Coloring.  Now IRA has all necessary info to start graph coloring
        process.  It is done in each region on top-down traverse of the
        region tree (file ira-color.c).  There are following subpasses:
-        
-       * Optional aggressive coalescing of allocnos in the region.
+
+       * Finding profitable hard registers of corresponding allocno
+         class for each allocno.  For example, only callee-saved hard
+         registers are frequently profitable for allocnos living
+         through colors.  If the profitable hard register set of
+         allocno does not form a tree based on subset relation, we use
+         some approximation to form the tree.  This approximation is
+         used to figure out trivial colorability of allocnos.  The
+         approximation is a pretty rare case.
 
        * Putting allocnos onto the coloring stack.  IRA uses Briggs
          optimistic coloring which is a major improvement over
          Chaitin's coloring.  Therefore IRA does not spill allocnos at
          this point.  There is some freedom in the order of putting
          allocnos on the stack which can affect the final result of
-         the allocation.  IRA uses some heuristics to improve the order.
+         the allocation.  IRA uses some heuristics to improve the
+         order.
+        
+        We also use a modification of Chaitin-Briggs algorithm which
+         works for intersected register classes of allocnos.  To
+         figure out trivial colorability of allocnos, the mentioned
+         above tree of hard register sets is used.  To get an idea how
+         the algorithm works in i386 example, let us consider an
+         allocno to which any general hard register can be assigned.
+         If the allocno conflicts with eight allocnos to which only
+         EAX register can be assigned, given allocno is still
+         trivially colorable because all conflicting allocnos might be
+         assigned only to EAX and all other general hard registers are
+         still free.
+
+        To get an idea of the used trivial colorability criterion, it
+        is also useful to read article "Graph-Coloring Register
+        Allocation for Irregular Architectures" by Michael D. Smith
+        and Glen Holloway.  Major difference between the article
+        approach and approach used in IRA is that Smith's approach
+        takes register classes only from machine description and IRA
+        calculate register classes from intermediate code too
+        (e.g. an explicit usage of hard registers in RTL code for
+        parameter passing can result in creation of additional
+        register classes which contain or exclude the hard
+        registers).  That makes IRA approach useful for improving
+        coloring even for architectures with regular register files
+        and in fact some benchmarking shows the improvement for
+        regular class architectures is even bigger than for irregular
+        ones.  Another difference is that Smith's approach chooses
+        intersection of classes of all insn operands in which a given
+        pseudo occurs.  IRA can use bigger classes if it is still
+        more profitable than memory usage.
 
        * Popping the allocnos from the stack and assigning them hard
          registers.  If IRA can not assign a hard register to an
@@ -189,6 +238,13 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
          hard-register for the allocno and cost of usage of the
          hard-register for allocnos conflicting with given allocno.
 
+       * Chaitin-Briggs coloring assigns as many pseudos as possible
+         to hard registers.  After coloringh we try to improve
+         allocation with cost point of view.  We improve the
+         allocation by spilling some allocnos and assigning the freed
+         hard registers to other allocnos if it decreases the overall
+         allocation cost.
+
        * After allono assigning in the region, IRA modifies the hard
          register and memory costs for the corresponding allocnos in
          the subregions to reflect the cost of possible loads, stores,
@@ -196,8 +252,8 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
          When default regional allocation algorithm is used
          (-fira-algorithm=mixed), IRA just propagates the assignment
          for allocnos if the register pressure in the region for the
-         corresponding cover class is less than number of available
-         hard registers for given cover class.
+         corresponding pressure class is less than number of available
+         hard registers for given pressure class.
 
      o Spill/restore code moving.  When IRA performs an allocation
        by traversing regions in top-down order, it does not know what
@@ -212,28 +268,29 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
        practice, so there is no real need for a better time complexity
        algorithm.
 
-     o Code change.  After coloring, two allocnos representing the same
-       pseudo-register outside and inside a region respectively may be
-       assigned to different locations (hard-registers or memory).  In
-       this case IRA creates and uses a new pseudo-register inside the
-       region and adds code to move allocno values on the region's
-       borders.  This is done during top-down traversal of the regions
-       (file ira-emit.c).  In some complicated cases IRA can create a
-       new allocno to move allocno values (e.g. when a swap of values
-       stored in two hard-registers is needed).  At this stage, the
-       new allocno is marked as spilled.  IRA still creates the
-       pseudo-register and the moves on the region borders even when
-       both allocnos were assigned to the same hard-register.  If the
-       reload pass spills a pseudo-register for some reason, the
-       effect will be smaller because another allocno will still be in
-       the hard-register.  In most cases, this is better then spilling
-       both allocnos.  If reload does not change the allocation
-       for the two pseudo-registers, the trivial move will be removed
-       by post-reload optimizations.  IRA does not generate moves for
+     o Code change.  After coloring, two allocnos representing the
+       same pseudo-register outside and inside a region respectively
+       may be assigned to different locations (hard-registers or
+       memory).  In this case IRA creates and uses a new
+       pseudo-register inside the region and adds code to move allocno
+       values on the region's borders.  This is done during top-down
+       traversal of the regions (file ira-emit.c).  In some
+       complicated cases IRA can create a new allocno to move allocno
+       values (e.g. when a swap of values stored in two hard-registers
+       is needed).  At this stage, the new allocno is marked as
+       spilled.  IRA still creates the pseudo-register and the moves
+       on the region borders even when both allocnos were assigned to
+       the same hard-register.  If the reload pass spills a
+       pseudo-register for some reason, the effect will be smaller
+       because another allocno will still be in the hard-register.  In
+       most cases, this is better then spilling both allocnos.  If
+       reload does not change the allocation for the two
+       pseudo-registers, the trivial move will be removed by
+       post-reload optimizations.  IRA does not generate moves for
        allocnos assigned to the same hard register when the default
        regional allocation algorithm is used and the register pressure
-       in the region for the corresponding allocno cover class is less
-       than number of available hard registers for given cover class.
+       in the region for the corresponding pressure class is less than
+       number of available hard registers for given pressure class.
        IRA also does some optimizations to remove redundant stores and
        to reduce code duplication on the region borders.
 
@@ -289,6 +346,9 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
    o Guei-Yuan Lueh, Thomas Gross, and Ali-Reza Adl-Tabatabai. Global
      Register Allocation Based on Graph Fusion.
 
+   o Michael D. Smith and Glenn Holloway.  Graph-Coloring Register
+     Allocation for Irregular Architectures
+
    o Vladimir Makarov. The Integrated Register Allocator for GCC.
 
    o Vladimir Makarov.  The top-down register allocator for irregular
@@ -310,19 +370,28 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #include "bitmap.h"
 #include "hard-reg-set.h"
 #include "basic-block.h"
+#include "df.h"
 #include "expr.h"
 #include "recog.h"
 #include "params.h"
 #include "timevar.h"
 #include "tree-pass.h"
 #include "output.h"
+#include "except.h"
 #include "reload.h"
-#include "errors.h"
+#include "diagnostic-core.h"
 #include "integrate.h"
-#include "df.h"
 #include "ggc.h"
 #include "ira-int.h"
+#include "dce.h"
+
 
+struct target_ira default_target_ira;
+struct target_ira_int default_target_ira_int;
+#if SWITCHABLE_TARGET
+struct target_ira *this_target_ira = &default_target_ira;
+struct target_ira_int *this_target_ira_int = &default_target_ira_int;
+#endif
 
 /* A modified value of flag `-fira-verbose' used internally.  */
 int internal_flag_ira_verbose;
@@ -330,9 +399,6 @@ int internal_flag_ira_verbose;
 /* Dump file of the allocator if it is not NULL.  */
 FILE *ira_dump_file;
 
-/* Pools for allocnos, copies, allocno live ranges.  */
-alloc_pool allocno_pool, copy_pool, allocno_live_range_pool;
-
 /* The number of elements in the following array.  */
 int ira_spilled_reg_stack_slots_num;
 
@@ -340,40 +406,19 @@ int ira_spilled_reg_stack_slots_num;
    stack slots used in current function so far.  */
 struct ira_spilled_reg_stack_slot *ira_spilled_reg_stack_slots;
 
-/* Correspondingly overall cost of the allocation, cost of the
-   allocnos assigned to hard-registers, cost of the allocnos assigned
-   to memory, cost of loads, stores and register move insns generated
-   for pseudo-register live range splitting (see ira-emit.c).  */
-int ira_overall_cost;
+/* Correspondingly overall cost of the allocation, overall cost before
+   reload, cost of the allocnos assigned to hard-registers, cost of
+   the allocnos assigned to memory, cost of loads, stores and register
+   move insns generated for pseudo-register live range splitting (see
+   ira-emit.c).  */
+int ira_overall_cost, overall_cost_before;
 int ira_reg_cost, ira_mem_cost;
 int ira_load_cost, ira_store_cost, ira_shuffle_cost;
 int ira_move_loops_num, ira_additional_jumps_num;
 
-/* Map: hard regs X modes -> set of hard registers for storing value
-   of given mode starting with given hard register.  */
-HARD_REG_SET ira_reg_mode_hard_regset[FIRST_PSEUDO_REGISTER][NUM_MACHINE_MODES];
+/* All registers that can be eliminated.  */
 
-/* The following two variables are array analogs of the macros
-   MEMORY_MOVE_COST and REGISTER_MOVE_COST.  */
-short int ira_memory_move_cost[MAX_MACHINE_MODE][N_REG_CLASSES][2];
-move_table *ira_register_move_cost[MAX_MACHINE_MODE];
-
-/* Similar to may_move_in_cost but it is calculated in IRA instead of
-   regclass.  Another difference is that we take only available hard
-   registers into account to figure out that one register class is a
-   subset of the another one.  */
-move_table *ira_may_move_in_cost[MAX_MACHINE_MODE];
-
-/* Similar to may_move_out_cost but it is calculated in IRA instead of
-   regclass.  Another difference is that we take only available hard
-   registers into account to figure out that one register class is a
-   subset of the another one.  */
-move_table *ira_may_move_out_cost[MAX_MACHINE_MODE];
-
-/* Register class subset relation: TRUE if the first class is a subset
-   of the second one considering only hard registers available for the
-   allocation.  */
-int ira_class_subset_p[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
+HARD_REG_SET eliminable_regset;
 
 /* Temporary hard reg set used for a different calculation.  */
 static HARD_REG_SET temp_hard_regset;
@@ -398,25 +443,8 @@ setup_reg_mode_hard_regset (void)
 }
 
 \f
-
-/* Hard registers that can not be used for the register allocator for
-   all functions of the current compilation unit.  */
-static HARD_REG_SET no_unit_alloc_regs;
-
-/* Array of the number of hard registers of given class which are
-   available for allocation.  The order is defined by the
-   allocation order.  */
-short ira_class_hard_regs[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
-
-/* The number of elements of the above array for given register
-   class.  */
-int ira_class_hard_regs_num[N_REG_CLASSES];
-
-/* Index (in ira_class_hard_regs) for given register class and hard
-   register (in general case a hard register can belong to several
-   register classes).  The index is negative for hard registers
-   unavailable for the allocation. */
-short ira_class_hard_reg_index[N_REG_CLASSES][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
+#define no_unit_alloc_regs \
+  (this_target_ira_int->x_no_unit_alloc_regs)
 
 /* The function sets up the three arrays declared above.  */
 static void
@@ -426,21 +454,23 @@ setup_class_hard_regs (void)
   HARD_REG_SET processed_hard_reg_set;
 
   ira_assert (SHRT_MAX >= FIRST_PSEUDO_REGISTER);
-  /* We could call ORDER_REGS_FOR_LOCAL_ALLOC here (it is usually
-     putting hard callee-used hard registers first).  But our
-     heuristics work better.  */
   for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
     {
       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
       CLEAR_HARD_REG_SET (processed_hard_reg_set);
+      for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
+       {
+         ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][i] = -1;
+         ira_class_hard_reg_index[cl][i] = -1;
+       }
       for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
        {
 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
          hard_regno = reg_alloc_order[i];
 #else
          hard_regno = i;
-#endif   
+#endif
          if (TEST_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno))
            continue;
          SET_HARD_REG_BIT (processed_hard_reg_set, hard_regno);
@@ -453,13 +483,13 @@ setup_class_hard_regs (void)
            }
        }
       ira_class_hard_regs_num[cl] = n;
+      for (n = 0, i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
+       if (TEST_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, i))
+         ira_non_ordered_class_hard_regs[cl][n++] = i;
+      ira_assert (ira_class_hard_regs_num[cl] == n);
     }
 }
 
-/* Number of given class hard registers available for the register
-   allocation for given classes.  */
-int ira_available_class_regs[N_REG_CLASSES];
-
 /* Set up IRA_AVAILABLE_CLASS_REGS.  */
 static void
 setup_available_class_regs (void)
@@ -483,6 +513,9 @@ setup_available_class_regs (void)
 static void
 setup_alloc_regs (bool use_hard_frame_p)
 {
+#ifdef ADJUST_REG_ALLOC_ORDER
+  ADJUST_REG_ALLOC_ORDER;
+#endif
   COPY_HARD_REG_SET (no_unit_alloc_regs, fixed_reg_set);
   if (! use_hard_frame_p)
     SET_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
@@ -492,12 +525,53 @@ setup_alloc_regs (bool use_hard_frame_p)
 
 \f
 
-/* Set up IRA_MEMORY_MOVE_COST, IRA_REGISTER_MOVE_COST.  */
+#define alloc_reg_class_subclasses \
+  (this_target_ira_int->x_alloc_reg_class_subclasses)
+
+/* Initialize the table of subclasses of each reg class.  */
+static void
+setup_reg_subclasses (void)
+{
+  int i, j;
+  HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
+
+  for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
+    for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
+      alloc_reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
+
+  for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
+    {
+      if (i == (int) NO_REGS)
+       continue;
+
+      COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
+      AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
+      if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
+       continue;
+      for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
+       if (i != j)
+         {
+           enum reg_class *p;
+
+           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
+           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
+           if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
+                                        temp_hard_regset2))
+             continue;
+           p = &alloc_reg_class_subclasses[j][0];
+           while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
+           *p = (enum reg_class) i;
+         }
+    }
+}
+
+\f
+
+/* Set up IRA_MEMORY_MOVE_COST and IRA_MAX_MEMORY_MOVE_COST.  */
 static void
 setup_class_subset_and_memory_move_costs (void)
 {
-  int cl, cl2;
-  enum machine_mode mode;
+  int cl, cl2, mode, cost;
   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
 
   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
@@ -508,30 +582,60 @@ setup_class_subset_and_memory_move_costs (void)
       if (cl != (int) NO_REGS)
        for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
          {
-           ira_memory_move_cost[mode][cl][0] = MEMORY_MOVE_COST (mode, cl, 0);
-           ira_memory_move_cost[mode][cl][1] = MEMORY_MOVE_COST (mode, cl, 1);
+           ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0]
+             = ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
+             = memory_move_cost ((enum machine_mode) mode,
+                                 (reg_class_t) cl, false);
+           ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1]
+             = ira_memory_move_cost[mode][cl][1]
+             = memory_move_cost ((enum machine_mode) mode,
+                                 (reg_class_t) cl, true);
            /* Costs for NO_REGS are used in cost calculation on the
               1st pass when the preferred register classes are not
               known yet.  In this case we take the best scenario.  */
            if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
                > ira_memory_move_cost[mode][cl][0])
-             ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
+             ira_max_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
+               = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][0]
                = ira_memory_move_cost[mode][cl][0];
            if (ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
                > ira_memory_move_cost[mode][cl][1])
-             ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
+             ira_max_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
+               = ira_memory_move_cost[mode][NO_REGS][1]
                = ira_memory_move_cost[mode][cl][1];
          }
-      for (cl2 = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl2 >= 0; cl2--)
-       {
-         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
-         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
-         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
-         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
-         ira_class_subset_p[cl][cl2]
-           = hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2);
-       }
     }
+  for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
+    for (cl2 = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl2 >= 0; cl2--)
+      {
+       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
+       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
+       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
+       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
+       ira_class_subset_p[cl][cl2]
+         = hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2);
+       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset2)
+           && hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[cl2],
+                                     reg_class_contents[cl]))
+         for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
+           {
+             cost = ira_memory_move_cost[mode][cl2][0];
+             if (cost > ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0])
+               ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0] = cost;
+             cost = ira_memory_move_cost[mode][cl2][1];
+             if (cost > ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1])
+               ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1] = cost;
+           }
+      }
+  for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
+    for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
+      {
+       ira_memory_move_cost[mode][cl][0]
+         = ira_max_memory_move_cost[mode][cl][0];
+       ira_memory_move_cost[mode][cl][1]
+         = ira_max_memory_move_cost[mode][cl][1];
+      }
+  setup_reg_subclasses ();
 }
 
 \f
@@ -563,20 +667,6 @@ ira_allocate (size_t len)
   return res;
 }
 
-/* Reallocate memory PTR of size LEN for IRA data.  */
-void *
-ira_reallocate (void *ptr, size_t len)
-{
-  void *res;
-
-#ifndef IRA_NO_OBSTACK
-  res = obstack_alloc (&ira_obstack, len);
-#else
-  res = xrealloc (ptr, len);
-#endif
-  return res;
-}
-
 /* Free memory ADDR allocated for IRA data.  */
 void
 ira_free (void *addr ATTRIBUTE_UNUSED)
@@ -628,7 +718,7 @@ ira_print_disposition (FILE *f)
        if ((bb = ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->bb) != NULL)
          fprintf (f, "b%-3d", bb->index);
        else
-         fprintf (f, "l%-3d", ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->loop->num);
+         fprintf (f, "l%-3d", ALLOCNO_LOOP_TREE_NODE (a)->loop_num);
        if (ALLOCNO_HARD_REGNO (a) >= 0)
          fprintf (f, " %3d", ALLOCNO_HARD_REGNO (a));
        else
@@ -647,170 +737,352 @@ ira_debug_disposition (void)
 
 \f
 
-/* For each reg class, table listing all the classes contained in it
-   (excluding the class itself.  Non-allocatable registers are
-   excluded from the consideration).  */
-static enum reg_class alloc_reg_class_subclasses[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
+/* Set up ira_stack_reg_pressure_class which is the biggest pressure
+   register class containing stack registers or NO_REGS if there are
+   no stack registers.  To find this class, we iterate through all
+   register pressure classes and choose the first register pressure
+   class containing all the stack registers and having the biggest
+   size.  */
+static void
+setup_stack_reg_pressure_class (void)
+{
+  ira_stack_reg_pressure_class = NO_REGS;
+#ifdef STACK_REGS
+  {
+    int i, best, size;
+    enum reg_class cl;
+    HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
+
+    CLEAR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset);
+    for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
+      SET_HARD_REG_BIT (temp_hard_regset, i);
+    best = 0;
+    for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
+      {
+       cl = ira_pressure_classes[i];
+       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, temp_hard_regset);
+       AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl]);
+       size = hard_reg_set_size (temp_hard_regset2);
+       if (best < size)
+         {
+           best = size;
+           ira_stack_reg_pressure_class = cl;
+         }
+      }
+  }
+#endif
+}
 
-/* Initialize the table of subclasses of each reg class.  */
+/* Find pressure classes which are register classes for which we
+   calculate register pressure in IRA, register pressure sensitive
+   insn scheduling, and register pressure sensitive loop invariant
+   motion.
+
+   To make register pressure calculation easy, we always use
+   non-intersected register pressure classes.  A move of hard
+   registers from one register pressure class is not more expensive
+   than load and store of the hard registers.  Most likely an allocno
+   class will be a subset of a register pressure class and in many
+   cases a register pressure class.  That makes usage of register
+   pressure classes a good approximation to find a high register
+   pressure.  */
 static void
-setup_reg_subclasses (void)
+setup_pressure_classes (void)
 {
-  int i, j;
+  int cost, i, n, curr;
+  int cl, cl2;
+  enum reg_class pressure_classes[N_REG_CLASSES];
+  int m;
   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
+  bool insert_p;
 
-  for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
-    for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
-      alloc_reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
-
-  for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
+  n = 0;
+  for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
     {
-      if (i == (int) NO_REGS)
+      if (ira_available_class_regs[cl] == 0)
        continue;
-
-      COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
+      if (ira_available_class_regs[cl] != 1
+         /* A register class without subclasses may contain a few
+            hard registers and movement between them is costly
+            (e.g. SPARC FPCC registers).  We still should consider it
+            as a candidate for a pressure class.  */
+         && alloc_reg_class_subclasses[cl][0] != LIM_REG_CLASSES)
+       {
+         /* Check that the moves between any hard registers of the
+            current class are not more expensive for a legal mode
+            than load/store of the hard registers of the current
+            class.  Such class is a potential candidate to be a
+            register pressure class.  */
+         for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
+           {
+             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
+             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
+             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
+                                     ira_prohibited_class_mode_regs[cl][m]);
+             if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
+               continue;
+             ira_init_register_move_cost_if_necessary ((enum machine_mode) m);
+             cost = ira_register_move_cost[m][cl][cl];
+             if (cost <= ira_max_memory_move_cost[m][cl][1]
+                 || cost <= ira_max_memory_move_cost[m][cl][0])
+               break;
+           }
+         if (m >= NUM_MACHINE_MODES)
+           continue;
+       }
+      curr = 0;
+      insert_p = true;
+      COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
-      if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
-       continue;
-      for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
-       if (i != j)
-         {
-           enum reg_class *p;
-
-           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[j]);
-           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
-           if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
-                                        temp_hard_regset2))
+      /* Remove so far added pressure classes which are subset of the
+        current candidate class.  Prefer GENERAL_REGS as a pressure
+        register class to another class containing the same
+        allocatable hard registers.  We do this because machine
+        dependent cost hooks might give wrong costs for the latter
+        class but always give the right cost for the former class
+        (GENERAL_REGS).  */
+      for (i = 0; i < n; i++)
+       {
+         cl2 = pressure_classes[i];
+         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl2]);
+         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
+         if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2)
+             && (! hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2)
+                 || cl2 == (int) GENERAL_REGS))
+           {
+             pressure_classes[curr++] = (enum reg_class) cl2;
+             insert_p = false;
              continue;
-           p = &alloc_reg_class_subclasses[j][0];
-           while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
-           *p = (enum reg_class) i;
+           }
+         if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset)
+             && (! hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset)
+                 || cl == (int) GENERAL_REGS))
+           continue;
+         if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset))
+           insert_p = false;
+         pressure_classes[curr++] = (enum reg_class) cl2;
+       }
+      /* If the current candidate is a subset of a so far added
+        pressure class, don't add it to the list of the pressure
+        classes.  */
+      if (insert_p)
+       pressure_classes[curr++] = (enum reg_class) cl;
+      n = curr;
+    }
+#ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
+  {
+    HARD_REG_SET ignore_hard_regs;
+
+    /* Check pressure classes correctness: here we check that hard
+       registers from all register pressure classes contains all hard
+       registers available for the allocation.  */
+    CLEAR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset);
+    CLEAR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2);
+    COPY_HARD_REG_SET (ignore_hard_regs, no_unit_alloc_regs);
+    for (cl = 0; cl < LIM_REG_CLASSES; cl++)
+      {
+       /* For some targets (like MIPS with MD_REGS), there are some
+          classes with hard registers available for allocation but
+          not able to hold value of any mode.  */
+       for (m = 0; m < NUM_MACHINE_MODES; m++)
+         if (contains_reg_of_mode[cl][m])
+           break;
+       if (m >= NUM_MACHINE_MODES)
+         {
+           IOR_HARD_REG_SET (ignore_hard_regs, reg_class_contents[cl]);
+           continue;
          }
+       for (i = 0; i < n; i++)
+         if ((int) pressure_classes[i] == cl)
+           break;
+       IOR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl]);
+       if (i < n)
+         IOR_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
+      }
+    for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
+      /* Some targets (like SPARC with ICC reg) have alocatable regs
+        for which no reg class is defined.  */
+      if (REGNO_REG_CLASS (i) == NO_REGS)
+       SET_HARD_REG_BIT (ignore_hard_regs, i);
+    AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, ignore_hard_regs);
+    AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, ignore_hard_regs);
+    ira_assert (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset2, temp_hard_regset));
+  }
+#endif
+  ira_pressure_classes_num = 0;
+  for (i = 0; i < n; i++)
+    {
+      cl = (int) pressure_classes[i];
+      ira_reg_pressure_class_p[cl] = true;
+      ira_pressure_classes[ira_pressure_classes_num++] = (enum reg_class) cl;
     }
+  setup_stack_reg_pressure_class ();
 }
 
-\f
-
-/* Number of cover classes.  Cover classes is non-intersected register
-   classes containing all hard-registers available for the
-   allocation.  */
-int ira_reg_class_cover_size;
-
-/* The array containing cover classes (see also comments for macro
-   IRA_COVER_CLASSES).  Only first IRA_REG_CLASS_COVER_SIZE elements are
-   used for this.  */
-enum reg_class ira_reg_class_cover[N_REG_CLASSES];
-
-/* The number of elements in the subsequent array.  */
-int ira_important_classes_num;
-
-/* The array containing non-empty classes (including non-empty cover
-   classes) which are subclasses of cover classes.  Such classes is
-   important for calculation of the hard register usage costs.  */
-enum reg_class ira_important_classes[N_REG_CLASSES];
-
-/* The array containing indexes of important classes in the previous
-   array.  The array elements are defined only for important
-   classes.  */
-int ira_important_class_nums[N_REG_CLASSES];
-
-/* Check IRA_COVER_CLASSES and sets the four global variables defined
-   above.  */
+/* Set up IRA_ALLOCNO_CLASSES, IRA_ALLOCNO_CLASSES_NUM,
+   IRA_IMPORTANT_CLASSES, and IRA_IMPORTANT_CLASSES_NUM.
+
+   Target may have many subtargets and not all target hard regiters can
+   be used for allocation, e.g. x86 port in 32-bit mode can not use
+   hard registers introduced in x86-64 like r8-r15).  Some classes
+   might have the same allocatable hard registers, e.g.  INDEX_REGS
+   and GENERAL_REGS in x86 port in 32-bit mode.  To decrease different
+   calculations efforts we introduce allocno classes which contain
+   unique non-empty sets of allocatable hard-registers.
+
+   Pseudo class cost calculation in ira-costs.c is very expensive.
+   Therefore we are trying to decrease number of classes involved in
+   such calculation.  Register classes used in the cost calculation
+   are called important classes.  They are allocno classes and other
+   non-empty classes whose allocatable hard register sets are inside
+   of an allocno class hard register set.  From the first sight, it
+   looks like that they are just allocno classes.  It is not true.  In
+   example of x86-port in 32-bit mode, allocno classes will contain
+   GENERAL_REGS but not LEGACY_REGS (because allocatable hard
+   registers are the same for the both classes).  The important
+   classes will contain GENERAL_REGS and LEGACY_REGS.  It is done
+   because a machine description insn constraint may refers for
+   LEGACY_REGS and code in ira-costs.c is mostly base on investigation
+   of the insn constraints.  */
 static void
-setup_cover_and_important_classes (void)
+setup_allocno_and_important_classes (void)
 {
-  int i, j;
-  enum reg_class cl;
-  const enum reg_class *classes;
+  int i, j, n, cl;
+  bool set_p;
   HARD_REG_SET temp_hard_regset2;
+  static enum reg_class classes[LIM_REG_CLASSES + 1];
+
+  n = 0;
+  /* Collect classes which contain unique sets of allocatable hard
+     registers.  Prefer GENERAL_REGS to other classes containing the
+     same set of hard registers.  */
+  for (i = 0; i < LIM_REG_CLASSES; i++)
+    {
+      COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[i]);
+      AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
+      for (j = 0; j < n; j++)
+       {
+         cl = classes[j];
+         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, reg_class_contents[cl]);
+         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
+                                 no_unit_alloc_regs);
+         if (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
+                                   temp_hard_regset2))
+           break;
+       }
+      if (j >= n)
+       classes[n++] = (enum reg_class) i;
+      else if (i == GENERAL_REGS)
+       /* Prefer general regs.  For i386 example, it means that
+          we prefer GENERAL_REGS over INDEX_REGS or LEGACY_REGS
+          (all of them consists of the same available hard
+          registers).  */
+       classes[j] = (enum reg_class) i;
+    }
+  classes[n] = LIM_REG_CLASSES;
 
-  classes = targetm.ira_cover_classes ();
-  ira_reg_class_cover_size = 0;
+  /* Set up classes which can be used for allocnos as classes
+     conatining non-empty unique sets of allocatable hard
+     registers.  */
+  ira_allocno_classes_num = 0;
   for (i = 0; (cl = classes[i]) != LIM_REG_CLASSES; i++)
     {
-      for (j = 0; j < i; j++)
-       if (reg_classes_intersect_p (cl, classes[j]))
-         gcc_unreachable ();
       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
-      if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
-       ira_reg_class_cover[ira_reg_class_cover_size++] = cl;
+      if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
+       continue;
+      ira_allocno_classes[ira_allocno_classes_num++] = (enum reg_class) cl;
     }
   ira_important_classes_num = 0;
+  /* Add non-allocno classes containing to non-empty set of
+     allocatable hard regs.  */
   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
     {
       COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
       AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
       if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
-       for (j = 0; j < ira_reg_class_cover_size; j++)
-         {
-           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
-           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
-           COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
-                              reg_class_contents[ira_reg_class_cover[j]]);
-           AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
-           if (cl == ira_reg_class_cover[j]
-               || (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_hard_regset2)
-                   && ! hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset,
-                                              temp_hard_regset2)))
-             {
-               ira_important_class_nums[cl] = ira_important_classes_num;
-               ira_important_classes[ira_important_classes_num++] = cl;
-             }
-         }
+       {
+         set_p = false;
+         for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
+           {
+             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2,
+                                reg_class_contents[ira_allocno_classes[j]]);
+             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset2, no_unit_alloc_regs);
+             if ((enum reg_class) cl == ira_allocno_classes[j])
+               break;
+             else if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset,
+                                             temp_hard_regset2))
+               set_p = true;
+           }
+         if (set_p && j >= ira_allocno_classes_num)
+           ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
+             = (enum reg_class) cl;
+       }
+    }
+  /* Now add allocno classes to the important classes.  */
+  for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
+    ira_important_classes[ira_important_classes_num++]
+      = ira_allocno_classes[j];
+  for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
+    {
+      ira_reg_allocno_class_p[cl] = false;
+      ira_reg_pressure_class_p[cl] = false;
     }
+  for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
+    ira_reg_allocno_class_p[ira_allocno_classes[j]] = true;
+  setup_pressure_classes ();
 }
 
-/* Map of all register classes to corresponding cover class containing
-   the given class.  If given class is not a subset of a cover class,
-   we translate it into the cheapest cover class.  */
-enum reg_class ira_class_translate[N_REG_CLASSES];
-
-/* Set up array IRA_CLASS_TRANSLATE.  */
+/* Setup translation in CLASS_TRANSLATE of all classes into a class
+   given by array CLASSES of length CLASSES_NUM.  The function is used
+   make translation any reg class to an allocno class or to an
+   pressure class.  This translation is necessary for some
+   calculations when we can use only allocno or pressure classes and
+   such translation represents an approximate representation of all
+   classes.
+
+   The translation in case when allocatable hard register set of a
+   given class is subset of allocatable hard register set of a class
+   in CLASSES is pretty simple.  We use smallest classes from CLASSES
+   containing a given class.  If allocatable hard register set of a
+   given class is not a subset of any corresponding set of a class
+   from CLASSES, we use the cheapest (with load/store point of view)
+   class from CLASSES whose set intersects with given class set */
 static void
-setup_class_translate (void)
+setup_class_translate_array (enum reg_class *class_translate,
+                            int classes_num, enum reg_class *classes)
 {
-  enum reg_class cl, cover_class, best_class, *cl_ptr;
-  enum machine_mode mode;
+  int cl, mode;
+  enum reg_class aclass, best_class, *cl_ptr;
   int i, cost, min_cost, best_cost;
 
   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
-    ira_class_translate[cl] = NO_REGS;
-  for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+    class_translate[cl] = NO_REGS;
+
+  for (i = 0; i < classes_num; i++)
     {
-      cover_class = ira_reg_class_cover[i];
-      for (cl_ptr = &alloc_reg_class_subclasses[cover_class][0];
+      aclass = classes[i];
+      for (cl_ptr = &alloc_reg_class_subclasses[aclass][0];
           (cl = *cl_ptr) != LIM_REG_CLASSES;
           cl_ptr++)
-       {
-         if (ira_class_translate[cl] == NO_REGS)
-           ira_class_translate[cl] = cover_class;
-#ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
-         else
-           {
-             COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
-             AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
-             if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
-               gcc_unreachable ();
-           }
-#endif
-       }
-      ira_class_translate[cover_class] = cover_class;
+       if (class_translate[cl] == NO_REGS)
+         class_translate[cl] = aclass;
+      class_translate[aclass] = aclass;
     }
-  /* For classes which are not fully covered by a cover class (in
-     other words covered by more one cover class), use the cheapest
-     cover class.  */
+  /* For classes which are not fully covered by one of given classes
+     (in other words covered by more one given class), use the
+     cheapest class.  */
   for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
     {
-      if (cl == NO_REGS || ira_class_translate[cl] != NO_REGS)
+      if (cl == NO_REGS || class_translate[cl] != NO_REGS)
        continue;
       best_class = NO_REGS;
       best_cost = INT_MAX;
-      for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+      for (i = 0; i < classes_num; i++)
        {
-         cover_class = ira_reg_class_cover[i];
+         aclass = classes[i];
          COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset,
-                            reg_class_contents[cover_class]);
+                            reg_class_contents[aclass]);
          AND_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl]);
          AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
          if (! hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
@@ -825,43 +1097,93 @@ setup_class_translate (void)
                }
              if (best_class == NO_REGS || best_cost > min_cost)
                {
-                 best_class = cover_class;
+                 best_class = aclass;
                  best_cost = min_cost;
                }
            }
        }
-      ira_class_translate[cl] = best_class;
+      class_translate[cl] = best_class;
     }
 }
 
-/* The biggest important reg_class inside of intersection of the two
-   reg_classes (that is calculated taking only hard registers
-   available for allocation into account).  If the both reg_classes
-   contain no hard registers available for allocation, the value is
-   calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
-   account.  */
-enum reg_class ira_reg_class_intersect[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
-
-/* The biggest important reg_class inside of union of the two
-   reg_classes (that is calculated taking only hard registers
-   available for allocation into account).  If the both reg_classes
-   contain no hard registers available for allocation, the value is
-   calculated by taking all hard-registers including fixed ones into
-   account.  In other words, the value is the corresponding
-   reg_class_subunion value.  */
-enum reg_class ira_reg_class_union[N_REG_CLASSES][N_REG_CLASSES];
-
-/* Set up IRA_REG_CLASS_INTERSECT and IRA_REG_CLASS_UNION.  */
+/* Set up array IRA_ALLOCNO_CLASS_TRANSLATE and
+   IRA_PRESSURE_CLASS_TRANSLATE.  */
+static void
+setup_class_translate (void)
+{
+  setup_class_translate_array (ira_allocno_class_translate,
+                              ira_allocno_classes_num, ira_allocno_classes);
+  setup_class_translate_array (ira_pressure_class_translate,
+                              ira_pressure_classes_num, ira_pressure_classes);
+}
+
+/* Order numbers of allocno classes in original target allocno class
+   array, -1 for non-allocno classes.  */
+static int allocno_class_order[N_REG_CLASSES];
+
+/* The function used to sort the important classes.  */
+static int
+comp_reg_classes_func (const void *v1p, const void *v2p)
+{
+  enum reg_class cl1 = *(const enum reg_class *) v1p;
+  enum reg_class cl2 = *(const enum reg_class *) v2p;
+  enum reg_class tcl1, tcl2;
+  int diff;
+
+  tcl1 = ira_allocno_class_translate[cl1];
+  tcl2 = ira_allocno_class_translate[cl2];
+  if (tcl1 != NO_REGS && tcl2 != NO_REGS
+      && (diff = allocno_class_order[tcl1] - allocno_class_order[tcl2]) != 0)
+    return diff;
+  return (int) cl1 - (int) cl2;
+}
+
+/* For correct work of function setup_reg_class_relation we need to
+   reorder important classes according to the order of their allocno
+   classes.  It places important classes containing the same
+   allocatable hard register set adjacent to each other and allocno
+   class with the allocatable hard register set right after the other
+   important classes with the same set.
+
+   In example from comments of function
+   setup_allocno_and_important_classes, it places LEGACY_REGS and
+   GENERAL_REGS close to each other and GENERAL_REGS is after
+   LEGACY_REGS.  */
+static void
+reorder_important_classes (void)
+{
+  int i;
+
+  for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
+    allocno_class_order[i] = -1;
+  for (i = 0; i < ira_allocno_classes_num; i++)
+    allocno_class_order[ira_allocno_classes[i]] = i;
+  qsort (ira_important_classes, ira_important_classes_num,
+        sizeof (enum reg_class), comp_reg_classes_func);
+  for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
+    ira_important_class_nums[ira_important_classes[i]] = i;
+}
+
+/* Set up IRA_REG_CLASS_SUBUNION, IRA_REG_CLASS_SUPERUNION,
+   IRA_REG_CLASS_SUPER_CLASSES, IRA_REG_CLASSES_INTERSECT, and
+   IRA_REG_CLASSES_INTERSECT_P.  For the meaning of the relations,
+   please see corresponding comments in ira-int.h.  */
 static void
-setup_reg_class_intersect_union (void)
+setup_reg_class_relations (void)
 {
   int i, cl1, cl2, cl3;
   HARD_REG_SET intersection_set, union_set, temp_set2;
+  bool important_class_p[N_REG_CLASSES];
 
+  memset (important_class_p, 0, sizeof (important_class_p));
+  for (i = 0; i < ira_important_classes_num; i++)
+    important_class_p[ira_important_classes[i]] = true;
   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
     {
+      ira_reg_class_super_classes[cl1][0] = LIM_REG_CLASSES;
       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
        {
+         ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2] = false;
          ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = NO_REGS;
          COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
          AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
@@ -870,19 +1192,40 @@ setup_reg_class_intersect_union (void)
          if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset)
              && hard_reg_set_empty_p (temp_set2))
            {
+             /* The both classes have no allocatable hard registers
+                -- take all class hard registers into account and use
+                reg_class_subunion and reg_class_superunion.  */
              for (i = 0;; i++)
                {
                  cl3 = reg_class_subclasses[cl1][i];
                  if (cl3 == LIM_REG_CLASSES)
                    break;
                  if (reg_class_subset_p (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2],
-                                         cl3))
-                   ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = cl3;
+                                         (enum reg_class) cl3))
+                   ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
                }
-             ira_reg_class_union[cl1][cl2] = reg_class_subunion[cl1][cl2];
+             ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] = reg_class_subunion[cl1][cl2];
+             ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] = reg_class_superunion[cl1][cl2];
              continue;
            }
-         ira_reg_class_union[cl1][cl2] = NO_REGS;
+         ira_reg_classes_intersect_p[cl1][cl2]
+           = hard_reg_set_intersect_p (temp_hard_regset, temp_set2);
+         if (important_class_p[cl1] && important_class_p[cl2]
+             && hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2))
+           {
+             /* CL1 and CL2 are important classes and CL1 allocatable
+                hard register set is inside of CL2 allocatable hard
+                registers -- make CL1 a superset of CL2.  */
+             enum reg_class *p;
+
+             p = &ira_reg_class_super_classes[cl1][0];
+             while (*p != LIM_REG_CLASSES)
+               p++;
+             *p++ = (enum reg_class) cl2;
+             *p = LIM_REG_CLASSES;
+           }
+         ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] = NO_REGS;
+         ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] = NO_REGS;
          COPY_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl1]);
          AND_HARD_REG_SET (intersection_set, reg_class_contents[cl2]);
          AND_COMPL_HARD_REG_SET (intersection_set, no_unit_alloc_regs);
@@ -896,176 +1239,330 @@ setup_reg_class_intersect_union (void)
              AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
              if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, intersection_set))
                {
+                 /* CL3 allocatable hard register set is inside of
+                    intersection of allocatable hard register sets
+                    of CL1 and CL2.  */
                  COPY_HARD_REG_SET
                    (temp_set2,
                     reg_class_contents[(int)
                                        ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]]);
                  AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
                  if (! hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
-                     /* Ignore unavailable hard registers and prefer
-                        smallest class for debugging purposes.  */
+                     /* If the allocatable hard register sets are the
+                        same, prefer GENERAL_REGS or the smallest
+                        class for debugging purposes.  */
                      || (hard_reg_set_equal_p (temp_hard_regset, temp_set2)
-                         && hard_reg_set_subset_p
-                            (reg_class_contents[cl3],
-                             reg_class_contents
-                             [(int) ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]])))
+                         && (cl3 == GENERAL_REGS
+                             || (ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] != GENERAL_REGS
+                                 && hard_reg_set_subset_p
+                                    (reg_class_contents[cl3],
+                                     reg_class_contents
+                                     [(int) ira_reg_class_intersect[cl1][cl2]])))))
                    ira_reg_class_intersect[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
                }
              if (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, union_set))
                {
+                 /* CL3 allocatbale hard register set is inside of
+                    union of allocatable hard register sets of CL1
+                    and CL2.  */
                  COPY_HARD_REG_SET
                    (temp_set2,
-                    reg_class_contents[(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]);
+                    reg_class_contents[(int) ira_reg_class_subunion[cl1][cl2]]);
                  AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
-                 if (ira_reg_class_union[cl1][cl2] == NO_REGS
+                 if (ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] == NO_REGS
                      || (hard_reg_set_subset_p (temp_set2, temp_hard_regset)
-                     
+                         
                          && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
                                                      temp_hard_regset)
-                             /* Ignore unavailable hard registers and
-                                prefer smallest class for debugging
-                                purposes.  */
-                             || hard_reg_set_subset_p
-                                (reg_class_contents[cl3],
-                                 reg_class_contents
-                                 [(int) ira_reg_class_union[cl1][cl2]]))))
-                   ira_reg_class_union[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
+                             || cl3 == GENERAL_REGS
+                             /* If the allocatable hard register sets are the
+                                same, prefer GENERAL_REGS or the smallest
+                                class for debugging purposes.  */
+                             || (ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] != GENERAL_REGS
+                                 && hard_reg_set_subset_p
+                                    (reg_class_contents[cl3],
+                                     reg_class_contents
+                                     [(int) ira_reg_class_subunion[cl1][cl2]])))))
+                   ira_reg_class_subunion[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
+               }
+             if (hard_reg_set_subset_p (union_set, temp_hard_regset))
+               {
+                 /* CL3 allocatable hard register set contains union
+                    of allocatable hard register sets of CL1 and
+                    CL2.  */
+                 COPY_HARD_REG_SET
+                   (temp_set2,
+                    reg_class_contents[(int) ira_reg_class_superunion[cl1][cl2]]);
+                 AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_set2, no_unit_alloc_regs);
+                 if (ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] == NO_REGS
+                     || (hard_reg_set_subset_p (temp_hard_regset, temp_set2)
+
+                         && (! hard_reg_set_equal_p (temp_set2,
+                                                     temp_hard_regset)
+                             || cl3 == GENERAL_REGS
+                             /* If the allocatable hard register sets are the
+                                same, prefer GENERAL_REGS or the smallest
+                                class for debugging purposes.  */
+                             || (ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] != GENERAL_REGS
+                                 && hard_reg_set_subset_p
+                                    (reg_class_contents[cl3],
+                                     reg_class_contents
+                                     [(int) ira_reg_class_superunion[cl1][cl2]])))))
+                   ira_reg_class_superunion[cl1][cl2] = (enum reg_class) cl3;
                }
            }
        }
     }
 }
 
-/* Output all cover classes and the translation map into file F.  */
+/* Output all possible allocno classes and the translation map into
+   file F.  */
 static void
-print_class_cover (FILE *f)
+print_classes (FILE *f, bool pressure_p)
 {
+  int classes_num = (pressure_p
+                    ? ira_pressure_classes_num : ira_allocno_classes_num);
+  enum reg_class *classes = (pressure_p
+                            ? ira_pressure_classes : ira_allocno_classes);
+  enum reg_class *class_translate = (pressure_p
+                                    ? ira_pressure_class_translate
+                                    : ira_allocno_class_translate);
   static const char *const reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
   int i;
 
-  fprintf (f, "Class cover:\n");
-  for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
-    fprintf (f, " %s", reg_class_names[ira_reg_class_cover[i]]);
+  fprintf (f, "%s classes:\n", pressure_p ? "Pressure" : "Allocno");
+  for (i = 0; i < classes_num; i++)
+    fprintf (f, " %s", reg_class_names[classes[i]]);
   fprintf (f, "\nClass translation:\n");
   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
     fprintf (f, " %s -> %s\n", reg_class_names[i],
-            reg_class_names[ira_class_translate[i]]);
+            reg_class_names[class_translate[i]]);
 }
 
-/* Output all cover classes and the translation map into
-   stderr.  */
+/* Output all possible allocno and translation classes and the
+   translation maps into stderr.  */
 void
-ira_debug_class_cover (void)
+ira_debug_allocno_classes (void)
 {
-  print_class_cover (stderr);
+  print_classes (stderr, false);
+  print_classes (stderr, true);
 }
 
-/* Set up different arrays concerning class subsets, cover and
+/* Set up different arrays concerning class subsets, allocno and
    important classes.  */
 static void
-find_reg_class_closure (void)
+find_reg_classes (void)
 {
-  setup_reg_subclasses ();
-  if (targetm.ira_cover_classes)
-    {
-      setup_cover_and_important_classes ();
-      setup_class_translate ();
-      setup_reg_class_intersect_union ();
-    }
+  setup_allocno_and_important_classes ();
+  setup_class_translate ();
+  reorder_important_classes ();
+  setup_reg_class_relations ();
 }
 
 \f
 
-/* Map: register class x machine mode -> number of hard registers of
-   given class needed to store value of given mode.  If the number is
-   different, the size will be negative.  */
-int ira_reg_class_nregs[N_REG_CLASSES][MAX_MACHINE_MODE];
+/* Set up the array above.  */
+static void
+setup_hard_regno_aclass (void)
+{
+  int i;
+
+  for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
+    {
+#if 1
+      ira_hard_regno_allocno_class[i]
+       = (TEST_HARD_REG_BIT (no_unit_alloc_regs, i)
+          ? NO_REGS
+          : ira_allocno_class_translate[REGNO_REG_CLASS (i)]);
+#else
+      int j;
+      enum reg_class cl;
+      ira_hard_regno_allocno_class[i] = NO_REGS;
+      for (j = 0; j < ira_allocno_classes_num; j++)
+       {
+         cl = ira_allocno_classes[j];
+         if (ira_class_hard_reg_index[cl][i] >= 0)
+           {
+             ira_hard_regno_allocno_class[i] = cl;
+             break;
+           }
+       }
+#endif
+    }
+}
 
-/* Maximal value of the previous array elements.  */
-int ira_max_nregs;
+\f
 
-/* Form IRA_REG_CLASS_NREGS map.  */
+/* Form IRA_REG_CLASS_MAX_NREGS and IRA_REG_CLASS_MIN_NREGS maps.  */
 static void
 setup_reg_class_nregs (void)
 {
-  int m;
-  enum reg_class cl;
+  int i, cl, cl2, m;
 
-  ira_max_nregs = -1;
-  for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
-    for (m = 0; m < MAX_MACHINE_MODE; m++)
-      {
-       ira_reg_class_nregs[cl][m] = CLASS_MAX_NREGS (cl, m);
-       if (ira_max_nregs < ira_reg_class_nregs[cl][m])
-         ira_max_nregs = ira_reg_class_nregs[cl][m];
-      }
+  for (m = 0; m < MAX_MACHINE_MODE; m++)
+    {
+      for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
+       ira_reg_class_max_nregs[cl][m]
+         = ira_reg_class_min_nregs[cl][m]
+         = targetm.class_max_nregs ((reg_class_t) cl, (enum machine_mode) m);
+      for (cl = 0; cl < N_REG_CLASSES; cl++)
+       for (i = 0;
+            (cl2 = alloc_reg_class_subclasses[cl][i]) != LIM_REG_CLASSES;
+            i++)
+         if (ira_reg_class_min_nregs[cl2][m]
+             < ira_reg_class_min_nregs[cl][m])
+           ira_reg_class_min_nregs[cl][m] = ira_reg_class_min_nregs[cl2][m];
+    }
 }
 
 \f
 
-/* Array whose values are hard regset of hard registers available for
-   the allocation of given register class whose HARD_REGNO_MODE_OK
-   values for given mode are zero.  */
-HARD_REG_SET prohibited_class_mode_regs[N_REG_CLASSES][NUM_MACHINE_MODES];
-
-/* Set up PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS.  */
+/* Set up IRA_PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS.  */
 static void
 setup_prohibited_class_mode_regs (void)
 {
-  int i, j, k, hard_regno;
-  enum reg_class cl;
+  int j, k, hard_regno, cl;
 
-  for (i = 0; i < ira_reg_class_cover_size; i++)
+  for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
     {
-      cl = ira_reg_class_cover[i];
       for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
        {
-         CLEAR_HARD_REG_SET (prohibited_class_mode_regs[cl][j]);
+         CLEAR_HARD_REG_SET (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j]);
          for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
            {
              hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
-             if (! HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, j))
-               SET_HARD_REG_BIT (prohibited_class_mode_regs[cl][j],
+             if (! HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, (enum machine_mode) j))
+               SET_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j],
                                  hard_regno);
            }
        }
     }
 }
 
+/* Clarify IRA_PROHIBITED_CLASS_MODE_REGS by excluding hard registers
+   spanning from one register pressure class to another one.  It is
+   called after defining the pressure classes.  */
+static void
+clarify_prohibited_class_mode_regs (void)
+{
+  int j, k, hard_regno, cl, pclass, nregs;
+
+  for (cl = (int) N_REG_CLASSES - 1; cl >= 0; cl--)
+    for (j = 0; j < NUM_MACHINE_MODES; j++)
+      for (k = ira_class_hard_regs_num[cl] - 1; k >= 0; k--)
+       {
+         hard_regno = ira_class_hard_regs[cl][k];
+         if (TEST_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j], hard_regno))
+           continue;
+         nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][j];
+          if (hard_regno + nregs > FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+            {
+              SET_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j],
+                                hard_regno);
+               continue;
+            }
+         pclass = ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (hard_regno)];
+         for (nregs-- ;nregs >= 0; nregs--)
+           if (((enum reg_class) pclass
+                != ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS
+                                                (hard_regno + nregs)]))
+             {
+               SET_HARD_REG_BIT (ira_prohibited_class_mode_regs[cl][j],
+                                 hard_regno);
+               break;
+             }
+       }
+}
+
 \f
 
 /* Allocate and initialize IRA_REGISTER_MOVE_COST,
-   IRA_MAY_MOVE_IN_COST, and IRA_MAY_MOVE_OUT_COST for MODE if it is
-   not done yet.  */
+   IRA_MAX_REGISTER_MOVE_COST, IRA_MAY_MOVE_IN_COST,
+   IRA_MAY_MOVE_OUT_COST, IRA_MAX_MAY_MOVE_IN_COST, and
+   IRA_MAX_MAY_MOVE_OUT_COST for MODE if it is not done yet.  */
 void
 ira_init_register_move_cost (enum machine_mode mode)
 {
-  int cl1, cl2;
+  int cl1, cl2, cl3;
 
   ira_assert (ira_register_move_cost[mode] == NULL
+             && ira_max_register_move_cost[mode] == NULL
              && ira_may_move_in_cost[mode] == NULL
-             && ira_may_move_out_cost[mode] == NULL);
+             && ira_may_move_out_cost[mode] == NULL
+             && ira_max_may_move_in_cost[mode] == NULL
+             && ira_max_may_move_out_cost[mode] == NULL);
   if (move_cost[mode] == NULL)
     init_move_cost (mode);
   ira_register_move_cost[mode] = move_cost[mode];
   /* Don't use ira_allocate because the tables exist out of scope of a
      IRA call.  */
-  ira_may_move_in_cost[mode]
-    = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
-  memcpy (ira_may_move_in_cost[mode], may_move_in_cost[mode],
-         sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
-  ira_may_move_out_cost[mode]
+  ira_max_register_move_cost[mode]
     = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
-  memcpy (ira_may_move_out_cost[mode], may_move_out_cost[mode],
+  memcpy (ira_max_register_move_cost[mode], ira_register_move_cost[mode],
+         sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
+    {
+      /* Some subclasses are to small to have enough registers to hold
+        a value of MODE.  Just ignore them.  */
+      if (ira_reg_class_max_nregs[cl1][mode] > ira_available_class_regs[cl1])
+       continue;
+      COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl1]);
+      AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
+      if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
+       continue;
+      for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
+       if (hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[cl1],
+                                  reg_class_contents[cl2]))
+         for (cl3 = 0; cl3 < N_REG_CLASSES; cl3++)
+           {
+             if (ira_max_register_move_cost[mode][cl2][cl3]
+                 < ira_register_move_cost[mode][cl1][cl3])
+               ira_max_register_move_cost[mode][cl2][cl3]
+                 = ira_register_move_cost[mode][cl1][cl3];
+             if (ira_max_register_move_cost[mode][cl3][cl2]
+                 < ira_register_move_cost[mode][cl3][cl1])
+               ira_max_register_move_cost[mode][cl3][cl2]
+                 = ira_register_move_cost[mode][cl3][cl1];
+           }
+    }
+  ira_may_move_in_cost[mode]
+    = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  memcpy (ira_may_move_in_cost[mode], may_move_in_cost[mode],
+         sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  ira_may_move_out_cost[mode]
+    = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  memcpy (ira_may_move_out_cost[mode], may_move_out_cost[mode],
+         sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  ira_max_may_move_in_cost[mode]
+    = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  memcpy (ira_max_may_move_in_cost[mode], ira_max_register_move_cost[mode],
+         sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  ira_max_may_move_out_cost[mode]
+    = (move_table *) xmalloc (sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
+  memcpy (ira_max_may_move_out_cost[mode], ira_max_register_move_cost[mode],
          sizeof (move_table) * N_REG_CLASSES);
   for (cl1 = 0; cl1 < N_REG_CLASSES; cl1++)
     {
       for (cl2 = 0; cl2 < N_REG_CLASSES; cl2++)
        {
+         COPY_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, reg_class_contents[cl2]);
+         AND_COMPL_HARD_REG_SET (temp_hard_regset, no_unit_alloc_regs);
+         if (hard_reg_set_empty_p (temp_hard_regset))
+           continue;
          if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
            ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
          if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
            ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
+         if (ira_class_subset_p[cl1][cl2])
+           ira_max_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
+         if (ira_class_subset_p[cl2][cl1])
+           ira_max_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2] = 0;
+         ira_register_move_cost[mode][cl1][cl2]
+           = ira_max_register_move_cost[mode][cl1][cl2];
+         ira_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2]
+           = ira_max_may_move_in_cost[mode][cl1][cl2];
+         ira_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2]
+           = ira_max_may_move_out_cost[mode][cl1][cl2];
        }
     }
 }
@@ -1078,33 +1575,41 @@ ira_init_register_move_cost (enum machine_mode mode)
 void
 ira_init_once (void)
 {
-  enum machine_mode mode;
+  int mode;
 
   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
     {
       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
+      ira_max_register_move_cost[mode] = NULL;
       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
+      ira_max_may_move_in_cost[mode] = NULL;
+      ira_max_may_move_out_cost[mode] = NULL;
     }
   ira_init_costs_once ();
 }
 
-/* Free ira_register_move_cost, ira_may_move_in_cost, and
-   ira_may_move_out_cost for each mode.  */
+/* Free ira_max_register_move_cost, ira_may_move_in_cost,
+   ira_may_move_out_cost, ira_max_may_move_in_cost, and
+   ira_max_may_move_out_cost for each mode.  */
 static void
 free_register_move_costs (void)
 {
-  enum machine_mode mode;
+  int mode;
 
   for (mode = 0; mode < MAX_MACHINE_MODE; mode++)
     {
-      if (ira_may_move_in_cost[mode] != NULL)
-       free (ira_may_move_in_cost[mode]);
-      if (ira_may_move_out_cost[mode] != NULL)
-       free (ira_may_move_out_cost[mode]);
+      free (ira_max_register_move_cost[mode]);
+      free (ira_may_move_in_cost[mode]);
+      free (ira_may_move_out_cost[mode]);
+      free (ira_max_may_move_in_cost[mode]);
+      free (ira_max_may_move_out_cost[mode]);
       ira_register_move_cost[mode] = NULL;
+      ira_max_register_move_cost[mode] = NULL;
       ira_may_move_in_cost[mode] = NULL;
       ira_may_move_out_cost[mode] = NULL;
+      ira_max_may_move_in_cost[mode] = NULL;
+      ira_max_may_move_out_cost[mode] = NULL;
     }
 }
 
@@ -1117,9 +1622,11 @@ ira_init (void)
   setup_reg_mode_hard_regset ();
   setup_alloc_regs (flag_omit_frame_pointer != 0);
   setup_class_subset_and_memory_move_costs ();
-  find_reg_class_closure ();
   setup_reg_class_nregs ();
   setup_prohibited_class_mode_regs ();
+  find_reg_classes ();
+  clarify_prohibited_class_mode_regs ();
+  setup_hard_regno_aclass ();
   ira_init_costs ();
 }
 
@@ -1132,14 +1639,8 @@ ira_finish_once (void)
 }
 
 \f
-
-/* Array whose values are hard regset of hard registers for which
-   move of the hard register in given mode into itself is
-   prohibited.  */
-HARD_REG_SET ira_prohibited_mode_move_regs[NUM_MACHINE_MODES];
-
-/* Flag of that the above array has been initialized.  */
-static bool ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p = false;
+#define ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p \
+  (this_target_ira_int->x_ira_prohibited_mode_move_regs_initialized_p)
 
 /* Set up IRA_PROHIBITED_MODE_MOVE_REGS.  */
 static void
@@ -1154,18 +1655,18 @@ setup_prohibited_mode_move_regs (void)
   test_reg1 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
   test_reg2 = gen_rtx_REG (VOIDmode, 0);
   move_pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, test_reg1, test_reg2);
-  move_insn = gen_rtx_INSN (VOIDmode, 0, 0, 0, 0, 0, move_pat, -1, 0);
+  move_insn = gen_rtx_INSN (VOIDmode, 0, 0, 0, 0, move_pat, 0, -1, 0);
   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
     {
       SET_HARD_REG_SET (ira_prohibited_mode_move_regs[i]);
       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
        {
-         if (! HARD_REGNO_MODE_OK (j, i))
+         if (! HARD_REGNO_MODE_OK (j, (enum machine_mode) i))
            continue;
-         SET_REGNO (test_reg1, j);
-         PUT_MODE (test_reg1, i);
-         SET_REGNO (test_reg2, j);
-         PUT_MODE (test_reg2, i);
+         SET_REGNO_RAW (test_reg1, j);
+         PUT_MODE (test_reg1, (enum machine_mode) i);
+         SET_REGNO_RAW (test_reg2, j);
+         PUT_MODE (test_reg2, (enum machine_mode) i);
          INSN_CODE (move_insn) = -1;
          recog_memoized (move_insn);
          if (INSN_CODE (move_insn) < 0)
@@ -1180,9 +1681,49 @@ setup_prohibited_mode_move_regs (void)
 
 \f
 
-/* Function specific hard registers that can not be used for the
-   register allocation.  */
-HARD_REG_SET ira_no_alloc_regs;
+/* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading X.  */
+static bool
+ira_bad_reload_regno_1 (int regno, rtx x)
+{
+  int x_regno, n, i;
+  ira_allocno_t a;
+  enum reg_class pref;
+
+  /* We only deal with pseudo regs.  */
+  if (! x || GET_CODE (x) != REG)
+    return false;
+
+  x_regno = REGNO (x);
+  if (x_regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+    return false;
+
+  /* If the pseudo prefers REGNO explicitly, then do not consider
+     REGNO a bad spill choice.  */
+  pref = reg_preferred_class (x_regno);
+  if (reg_class_size[pref] == 1)
+    return !TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[pref], regno);
+
+  /* If the pseudo conflicts with REGNO, then we consider REGNO a
+     poor choice for a reload regno.  */
+  a = ira_regno_allocno_map[x_regno];
+  n = ALLOCNO_NUM_OBJECTS (a);
+  for (i = 0; i < n; i++)
+    {
+      ira_object_t obj = ALLOCNO_OBJECT (a, i);
+      if (TEST_HARD_REG_BIT (OBJECT_TOTAL_CONFLICT_HARD_REGS (obj), regno))
+       return true;
+    }
+  return false;
+}
+
+/* Return nonzero if REGNO is a particularly bad choice for reloading
+   IN or OUT.  */
+bool
+ira_bad_reload_regno (int regno, rtx in, rtx out)
+{
+  return (ira_bad_reload_regno_1 (regno, in)
+         || ira_bad_reload_regno_1 (regno, out));
+}
 
 /* Return TRUE if *LOC contains an asm.  */
 static int
@@ -1203,14 +1744,12 @@ insn_contains_asm (rtx insn)
   return for_each_rtx (&insn, insn_contains_asm_1, NULL);
 }
 
-/* Set up regs_asm_clobbered.  */
+/* Add register clobbers from asm statements.  */
 static void
-compute_regs_asm_clobbered (char *regs_asm_clobbered)
+compute_regs_asm_clobbered (void)
 {
   basic_block bb;
 
-  memset (regs_asm_clobbered, 0, sizeof (char) * FIRST_PSEUDO_REGISTER);
-  
   FOR_EACH_BB (bb)
     {
       rtx insn;
@@ -1223,16 +1762,10 @@ compute_regs_asm_clobbered (char *regs_asm_clobbered)
              {
                df_ref def = *def_rec;
                unsigned int dregno = DF_REF_REGNO (def);
-               if (dregno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
-                 {
-                   unsigned int i;
-                   enum machine_mode mode = GET_MODE (DF_REF_REAL_REG (def));
-                   unsigned int end = dregno 
-                     + hard_regno_nregs[dregno][mode] - 1;
-
-                   for (i = dregno; i <= end; ++i)
-                     regs_asm_clobbered[i] = 1;
-                 }
+               if (HARD_REGISTER_NUM_P (dregno))
+                 add_to_hard_reg_set (&crtl->asm_clobbers,
+                                      GET_MODE (DF_REF_REAL_REG (def)),
+                                      dregno);
              }
        }
     }
@@ -1240,15 +1773,9 @@ compute_regs_asm_clobbered (char *regs_asm_clobbered)
 
 
 /* Set up ELIMINABLE_REGSET, IRA_NO_ALLOC_REGS, and REGS_EVER_LIVE.  */
-static void
-setup_eliminable_regset (void)
-{
-  /* Like regs_ever_live, but 1 if a reg is set or clobbered from an
-     asm.  Unlike regs_ever_live, elements of this array corresponding
-     to eliminable regs (like the frame pointer) are set if an asm
-     sets them.  */
-  char *regs_asm_clobbered
-    = (char *) alloca (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (char));
+void
+ira_setup_eliminable_regset (void)
+{
 #ifdef ELIMINABLE_REGS
   int i;
   static const struct {const int from, to; } eliminables[] = ELIMINABLE_REGS;
@@ -1260,26 +1787,30 @@ setup_eliminable_regset (void)
   int need_fp
     = (! flag_omit_frame_pointer
        || (cfun->calls_alloca && EXIT_IGNORE_STACK)
+       /* We need the frame pointer to catch stack overflow exceptions
+         if the stack pointer is moving.  */
+       || (flag_stack_check && STACK_CHECK_MOVING_SP)
        || crtl->accesses_prior_frames
        || crtl->stack_realign_needed
-       || FRAME_POINTER_REQUIRED);
+       || targetm.frame_pointer_required ());
 
   frame_pointer_needed = need_fp;
 
   COPY_HARD_REG_SET (ira_no_alloc_regs, no_unit_alloc_regs);
   CLEAR_HARD_REG_SET (eliminable_regset);
 
-  compute_regs_asm_clobbered (regs_asm_clobbered);
+  compute_regs_asm_clobbered ();
+
   /* Build the regset of all eliminable registers and show we can't
      use those that we already know won't be eliminated.  */
 #ifdef ELIMINABLE_REGS
   for (i = 0; i < (int) ARRAY_SIZE (eliminables); i++)
     {
       bool cannot_elim
-       = (! CAN_ELIMINATE (eliminables[i].from, eliminables[i].to)
+       = (! targetm.can_eliminate (eliminables[i].from, eliminables[i].to)
           || (eliminables[i].to == STACK_POINTER_REGNUM && need_fp));
 
-      if (! regs_asm_clobbered[eliminables[i].from])
+      if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, eliminables[i].from))
        {
            SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, eliminables[i].from);
 
@@ -1292,8 +1823,8 @@ setup_eliminable_regset (void)
       else
        df_set_regs_ever_live (eliminables[i].from, true);
     }
-#if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
-  if (! regs_asm_clobbered[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM])
+#if !HARD_FRAME_POINTER_IS_FRAME_POINTER
+  if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
     {
       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
       if (need_fp)
@@ -1307,7 +1838,7 @@ setup_eliminable_regset (void)
 #endif
 
 #else
-  if (! regs_asm_clobbered[FRAME_POINTER_REGNUM])
+  if (!TEST_HARD_REG_BIT (crtl->asm_clobbers, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM))
     {
       SET_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, FRAME_POINTER_REGNUM);
       if (need_fp)
@@ -1337,30 +1868,26 @@ rtx *ira_reg_equiv_const;
 static void
 find_reg_equiv_invariant_const (void)
 {
-  int i;
+  unsigned int i;
   bool invariant_p;
   rtx list, insn, note, constant, x;
 
-  for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
+  for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < VEC_length (reg_equivs_t, reg_equivs); i++)
     {
       constant = NULL_RTX;
       invariant_p = false;
-      for (list = reg_equiv_init[i]; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
+      for (list = reg_equiv_init (i); list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
        {
          insn = XEXP (list, 0);
          note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
-         
+
          if (note == NULL_RTX)
            continue;
 
          x = XEXP (note, 0);
-         
-         if (! function_invariant_p (x)
-             || ! flag_pic
-             /* A function invariant is often CONSTANT_P but may
-                include a register.  We promise to only pass CONSTANT_P
-                objects to LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P.  */
-             || (CONSTANT_P (x) && LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P (x)))
+
+         if (! CONSTANT_P (x)
+             || ! flag_pic || LEGITIMATE_PIC_OPERAND_P (x))
            {
              /* It can happen that a REG_EQUIV note contains a MEM
                 that is not a legitimate memory operand.  As later
@@ -1386,6 +1913,14 @@ find_reg_equiv_invariant_const (void)
 
 \f
 
+/* Vector of substitutions of register numbers,
+   used to map pseudo regs into hardware regs.
+   This is set up as a result of register allocation.
+   Element N is the hard reg assigned to pseudo reg N,
+   or is -1 if no hard reg was assigned.
+   If N is a hard reg number, element N is N.  */
+short *reg_renumber;
+
 /* Set up REG_RENUMBER and CALLER_SAVE_NEEDED (used by reload) from
    the allocation found by IRA.  */
 static void
@@ -1406,17 +1941,32 @@ setup_reg_renumber (void)
        ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = true;
       ira_free_allocno_updated_costs (a);
       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
-      regno = (int) REGNO (ALLOCNO_REG (a));
+      regno = ALLOCNO_REGNO (a);
       reg_renumber[regno] = (hard_regno < 0 ? -1 : hard_regno);
-      if (hard_regno >= 0 && ALLOCNO_CALLS_CROSSED_NUM (a) != 0
-         && ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
-                                         call_used_reg_set))
+      if (hard_regno >= 0)
        {
-         ira_assert (!optimize || flag_caller_saves
-                     || regno >= ira_reg_equiv_len
-                     || ira_reg_equiv_const[regno]
-                     || ira_reg_equiv_invariant_p[regno]);
-         caller_save_needed = 1;
+         int i, nwords;
+         enum reg_class pclass;
+         ira_object_t obj;
+         
+         pclass = ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (hard_regno)];
+         nwords = ALLOCNO_NUM_OBJECTS (a);
+         for (i = 0; i < nwords; i++)
+           {
+             obj = ALLOCNO_OBJECT (a, i);
+             IOR_COMPL_HARD_REG_SET (OBJECT_TOTAL_CONFLICT_HARD_REGS (obj),
+                                     reg_class_contents[pclass]);
+           }
+         if (ALLOCNO_CALLS_CROSSED_NUM (a) != 0
+             && ira_hard_reg_set_intersection_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
+                                                 call_used_reg_set))
+           {
+             ira_assert (!optimize || flag_caller_saves
+                         || regno >= ira_reg_equiv_len
+                         || ira_reg_equiv_const[regno]
+                         || ira_reg_equiv_invariant_p[regno]);
+             caller_save_needed = 1;
+           }
        }
     }
 }
@@ -1444,13 +1994,13 @@ setup_allocno_assignment_flags (void)
         allocnos because the cost info and info about intersected
         calls are incorrect for them.  */
       ALLOCNO_ASSIGNED_P (a) = (hard_regno >= 0
-                               || ALLOCNO_MEM_OPTIMIZED_DEST_P (a)
+                               || ALLOCNO_EMIT_DATA (a)->mem_optimized_dest_p
                                || (ALLOCNO_MEMORY_COST (a)
-                                   - ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a)) < 0);
-      ira_assert (hard_regno < 0
-                 || ! ira_hard_reg_not_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
-                                                 reg_class_contents
-                                                 [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)]));
+                                   - ALLOCNO_CLASS_COST (a)) < 0);
+      ira_assert
+       (hard_regno < 0
+        || ira_hard_reg_in_set_p (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
+                                  reg_class_contents[ALLOCNO_CLASS (a)]));
     }
 }
 
@@ -1468,9 +2018,9 @@ calculate_allocation_cost (void)
     {
       hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a);
       ira_assert (hard_regno < 0
-                 || ! ira_hard_reg_not_in_set_p
-                      (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
-                       reg_class_contents[ALLOCNO_COVER_CLASS (a)])); 
+                 || (ira_hard_reg_in_set_p
+                     (hard_regno, ALLOCNO_MODE (a),
+                      reg_class_contents[ALLOCNO_CLASS (a)])));
       if (hard_regno < 0)
        {
          cost = ALLOCNO_MEMORY_COST (a);
@@ -1480,12 +2030,12 @@ calculate_allocation_cost (void)
        {
          cost = (ALLOCNO_HARD_REG_COSTS (a)
                  [ira_class_hard_reg_index
-                  [ALLOCNO_COVER_CLASS (a)][hard_regno]]);
+                  [ALLOCNO_CLASS (a)][hard_regno]]);
          ira_reg_cost += cost;
        }
       else
        {
-         cost = ALLOCNO_COVER_CLASS_COST (a);
+         cost = ALLOCNO_CLASS_COST (a);
          ira_reg_cost += cost;
        }
       ira_overall_cost += cost;
@@ -1510,33 +2060,73 @@ calculate_allocation_cost (void)
 static void
 check_allocation (void)
 {
-  ira_allocno_t a, conflict_a;
-  int hard_regno, conflict_hard_regno, nregs, conflict_nregs;
-  ira_allocno_conflict_iterator aci;
+  ira_allocno_t a;
+  int hard_regno, nregs, conflict_nregs;
   ira_allocno_iterator ai;
 
   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
     {
+      int n = ALLOCNO_NUM_OBJECTS (a);
+      int i;
+
       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL
          || (hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (a)) < 0)
        continue;
       nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][ALLOCNO_MODE (a)];
-      FOR_EACH_ALLOCNO_CONFLICT (a, conflict_a, aci)
-       if ((conflict_hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (conflict_a)) >= 0)
-         {
-           conflict_nregs
-             = (hard_regno_nregs
-                [conflict_hard_regno][ALLOCNO_MODE (conflict_a)]);
-           if ((conflict_hard_regno <= hard_regno
-                && hard_regno < conflict_hard_regno + conflict_nregs)
-               || (hard_regno <= conflict_hard_regno
-                   && conflict_hard_regno < hard_regno + nregs))
-             {
-               fprintf (stderr, "bad allocation for %d and %d\n",
-                        ALLOCNO_REGNO (a), ALLOCNO_REGNO (conflict_a));
-               gcc_unreachable ();
-             }
-         }
+      if (nregs == 1)
+       /* We allocated a single hard register.  */
+       n = 1;
+      else if (n > 1)
+       /* We allocated multiple hard registers, and we will test
+          conflicts in a granularity of single hard regs.  */
+       nregs = 1;
+
+      for (i = 0; i < n; i++)
+       {
+         ira_object_t obj = ALLOCNO_OBJECT (a, i);
+         ira_object_t conflict_obj;
+         ira_object_conflict_iterator oci;
+         int this_regno = hard_regno;
+         if (n > 1)
+           {
+             if (REG_WORDS_BIG_ENDIAN)
+               this_regno += n - i - 1;
+             else
+               this_regno += i;
+           }
+         FOR_EACH_OBJECT_CONFLICT (obj, conflict_obj, oci)
+           {
+             ira_allocno_t conflict_a = OBJECT_ALLOCNO (conflict_obj);
+             int conflict_hard_regno = ALLOCNO_HARD_REGNO (conflict_a);
+             if (conflict_hard_regno < 0)
+               continue;
+
+             conflict_nregs
+               = (hard_regno_nregs
+                  [conflict_hard_regno][ALLOCNO_MODE (conflict_a)]);
+
+             if (ALLOCNO_NUM_OBJECTS (conflict_a) > 1
+                 && conflict_nregs == ALLOCNO_NUM_OBJECTS (conflict_a))
+               {
+                 if (REG_WORDS_BIG_ENDIAN)
+                   conflict_hard_regno += (ALLOCNO_NUM_OBJECTS (conflict_a)
+                                           - OBJECT_SUBWORD (conflict_obj) - 1);
+                 else
+                   conflict_hard_regno += OBJECT_SUBWORD (conflict_obj);
+                 conflict_nregs = 1;
+               }
+
+             if ((conflict_hard_regno <= this_regno
+                && this_regno < conflict_hard_regno + conflict_nregs)
+               || (this_regno <= conflict_hard_regno
+                   && conflict_hard_regno < this_regno + nregs))
+               {
+                 fprintf (stderr, "bad allocation for %d and %d\n",
+                          ALLOCNO_REGNO (a), ALLOCNO_REGNO (conflict_a));
+                 gcc_unreachable ();
+               }
+           }
+       }
     }
 }
 #endif
@@ -1546,18 +2136,18 @@ check_allocation (void)
 static void
 fix_reg_equiv_init (void)
 {
-  int max_regno = max_reg_num ();
-  int i, new_regno;
+  unsigned int max_regno = max_reg_num ();
+  int i, new_regno, max;
   rtx x, prev, next, insn, set;
-  
-  if (reg_equiv_init_size < max_regno)
+
+  if (VEC_length (reg_equivs_t, reg_equivs) < max_regno)
     {
-      reg_equiv_init
-       = (rtx *) ggc_realloc (reg_equiv_init, max_regno * sizeof (rtx));
-      while (reg_equiv_init_size < max_regno)
-       reg_equiv_init[reg_equiv_init_size++] = NULL_RTX;
-      for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < reg_equiv_init_size; i++)
-       for (prev = NULL_RTX, x = reg_equiv_init[i]; x != NULL_RTX; x = next)
+      max = VEC_length (reg_equivs_t, reg_equivs);
+      grow_reg_equivs ();
+      for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max; i++)
+       for (prev = NULL_RTX, x = reg_equiv_init (i);
+            x != NULL_RTX;
+            x = next)
          {
            next = XEXP (x, 1);
            insn = XEXP (x, 0);
@@ -1579,11 +2169,11 @@ fix_reg_equiv_init (void)
            else
              {
                if (prev == NULL_RTX)
-                 reg_equiv_init[i] = next;
+                 reg_equiv_init (i) = next;
                else
                  XEXP (prev, 1) = next;
-               XEXP (x, 1) = reg_equiv_init[new_regno];
-               reg_equiv_init[new_regno] = x;
+               XEXP (x, 1) = reg_equiv_init (new_regno);
+               reg_equiv_init (new_regno) = x;
              }
          }
     }
@@ -1598,7 +2188,7 @@ print_redundant_copies (void)
   ira_allocno_t a;
   ira_copy_t cp, next_cp;
   ira_allocno_iterator ai;
-  
+
   FOR_EACH_ALLOCNO (a, ai)
     {
       if (ALLOCNO_CAP_MEMBER (a) != NULL)
@@ -1635,9 +2225,10 @@ setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos (int start)
   for (i = start; i < max_regno; i++)
     {
       old_regno = ORIGINAL_REGNO (regno_reg_rtx[i]);
-      ira_assert (i != old_regno); 
+      ira_assert (i != old_regno);
       setup_reg_classes (i, reg_preferred_class (old_regno),
-                        reg_alternate_class (old_regno));
+                        reg_alternate_class (old_regno),
+                        reg_allocno_class (old_regno));
       if (internal_flag_ira_verbose > 2 && ira_dump_file != NULL)
        fprintf (ira_dump_file,
                 "    New r%d: setting preferred %s, alternative %s\n",
@@ -1658,10 +2249,1268 @@ expand_reg_info (int old_size)
 
   resize_reg_info ();
   for (i = old_size; i < size; i++)
+    setup_reg_classes (i, GENERAL_REGS, ALL_REGS, GENERAL_REGS);
+}
+
+/* Return TRUE if there is too high register pressure in the function.
+   It is used to decide when stack slot sharing is worth to do.  */
+static bool
+too_high_register_pressure_p (void)
+{
+  int i;
+  enum reg_class pclass;
+
+  for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
+    {
+      pclass = ira_pressure_classes[i];
+      if (ira_loop_tree_root->reg_pressure[pclass] > 10000)
+       return true;
+    }
+  return false;
+}
+
+\f
+
+/* Indicate that hard register number FROM was eliminated and replaced with
+   an offset from hard register number TO.  The status of hard registers live
+   at the start of a basic block is updated by replacing a use of FROM with
+   a use of TO.  */
+
+void
+mark_elimination (int from, int to)
+{
+  basic_block bb;
+
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      /* We don't use LIVE info in IRA.  */
+      bitmap r = DF_LR_IN (bb);
+
+      if (REGNO_REG_SET_P (r, from))
+       {
+         CLEAR_REGNO_REG_SET (r, from);
+         SET_REGNO_REG_SET (r, to);
+       }
+    }
+}
+
+\f
+
+struct equivalence
+{
+  /* Set when a REG_EQUIV note is found or created.  Use to
+     keep track of what memory accesses might be created later,
+     e.g. by reload.  */
+  rtx replacement;
+  rtx *src_p;
+  /* The list of each instruction which initializes this register.  */
+  rtx init_insns;
+  /* Loop depth is used to recognize equivalences which appear
+     to be present within the same loop (or in an inner loop).  */
+  int loop_depth;
+  /* Nonzero if this had a preexisting REG_EQUIV note.  */
+  int is_arg_equivalence;
+  /* Set when an attempt should be made to replace a register
+     with the associated src_p entry.  */
+  char replace;
+};
+
+/* reg_equiv[N] (where N is a pseudo reg number) is the equivalence
+   structure for that register.  */
+static struct equivalence *reg_equiv;
+
+/* Used for communication between the following two functions: contains
+   a MEM that we wish to ensure remains unchanged.  */
+static rtx equiv_mem;
+
+/* Set nonzero if EQUIV_MEM is modified.  */
+static int equiv_mem_modified;
+
+/* If EQUIV_MEM is modified by modifying DEST, indicate that it is modified.
+   Called via note_stores.  */
+static void
+validate_equiv_mem_from_store (rtx dest, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED,
+                              void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
+{
+  if ((REG_P (dest)
+       && reg_overlap_mentioned_p (dest, equiv_mem))
+      || (MEM_P (dest)
+         && true_dependence (dest, VOIDmode, equiv_mem)))
+    equiv_mem_modified = 1;
+}
+
+/* Verify that no store between START and the death of REG invalidates
+   MEMREF.  MEMREF is invalidated by modifying a register used in MEMREF,
+   by storing into an overlapping memory location, or with a non-const
+   CALL_INSN.
+
+   Return 1 if MEMREF remains valid.  */
+static int
+validate_equiv_mem (rtx start, rtx reg, rtx memref)
+{
+  rtx insn;
+  rtx note;
+
+  equiv_mem = memref;
+  equiv_mem_modified = 0;
+
+  /* If the memory reference has side effects or is volatile, it isn't a
+     valid equivalence.  */
+  if (side_effects_p (memref))
+    return 0;
+
+  for (insn = start; insn && ! equiv_mem_modified; insn = NEXT_INSN (insn))
+    {
+      if (! INSN_P (insn))
+       continue;
+
+      if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, reg))
+       return 1;
+
+      /* This used to ignore readonly memory and const/pure calls.  The problem
+        is the equivalent form may reference a pseudo which gets assigned a
+        call clobbered hard reg.  When we later replace REG with its
+        equivalent form, the value in the call-clobbered reg has been
+        changed and all hell breaks loose.  */
+      if (CALL_P (insn))
+       return 0;
+
+      note_stores (PATTERN (insn), validate_equiv_mem_from_store, NULL);
+
+      /* If a register mentioned in MEMREF is modified via an
+        auto-increment, we lose the equivalence.  Do the same if one
+        dies; although we could extend the life, it doesn't seem worth
+        the trouble.  */
+
+      for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
+       if ((REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
+            || REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
+           && REG_P (XEXP (note, 0))
+           && reg_overlap_mentioned_p (XEXP (note, 0), memref))
+         return 0;
+    }
+
+  return 0;
+}
+
+/* Returns zero if X is known to be invariant.  */
+static int
+equiv_init_varies_p (rtx x)
+{
+  RTX_CODE code = GET_CODE (x);
+  int i;
+  const char *fmt;
+
+  switch (code)
+    {
+    case MEM:
+      return !MEM_READONLY_P (x) || equiv_init_varies_p (XEXP (x, 0));
+
+    case CONST:
+    case CONST_INT:
+    case CONST_DOUBLE:
+    case CONST_FIXED:
+    case CONST_VECTOR:
+    case SYMBOL_REF:
+    case LABEL_REF:
+      return 0;
+
+    case REG:
+      return reg_equiv[REGNO (x)].replace == 0 && rtx_varies_p (x, 0);
+
+    case ASM_OPERANDS:
+      if (MEM_VOLATILE_P (x))
+       return 1;
+
+      /* Fall through.  */
+
+    default:
+      break;
+    }
+
+  fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
+  for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
+    if (fmt[i] == 'e')
+      {
+       if (equiv_init_varies_p (XEXP (x, i)))
+         return 1;
+      }
+    else if (fmt[i] == 'E')
+      {
+       int j;
+       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
+         if (equiv_init_varies_p (XVECEXP (x, i, j)))
+           return 1;
+      }
+
+  return 0;
+}
+
+/* Returns nonzero if X (used to initialize register REGNO) is movable.
+   X is only movable if the registers it uses have equivalent initializations
+   which appear to be within the same loop (or in an inner loop) and movable
+   or if they are not candidates for local_alloc and don't vary.  */
+static int
+equiv_init_movable_p (rtx x, int regno)
+{
+  int i, j;
+  const char *fmt;
+  enum rtx_code code = GET_CODE (x);
+
+  switch (code)
+    {
+    case SET:
+      return equiv_init_movable_p (SET_SRC (x), regno);
+
+    case CC0:
+    case CLOBBER:
+      return 0;
+
+    case PRE_INC:
+    case PRE_DEC:
+    case POST_INC:
+    case POST_DEC:
+    case PRE_MODIFY:
+    case POST_MODIFY:
+      return 0;
+
+    case REG:
+      return ((reg_equiv[REGNO (x)].loop_depth >= reg_equiv[regno].loop_depth
+              && reg_equiv[REGNO (x)].replace)
+             || (REG_BASIC_BLOCK (REGNO (x)) < NUM_FIXED_BLOCKS
+                 && ! rtx_varies_p (x, 0)));
+
+    case UNSPEC_VOLATILE:
+      return 0;
+
+    case ASM_OPERANDS:
+      if (MEM_VOLATILE_P (x))
+       return 0;
+
+      /* Fall through.  */
+
+    default:
+      break;
+    }
+
+  fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
+  for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
+    switch (fmt[i])
+      {
+      case 'e':
+       if (! equiv_init_movable_p (XEXP (x, i), regno))
+         return 0;
+       break;
+      case 'E':
+       for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
+         if (! equiv_init_movable_p (XVECEXP (x, i, j), regno))
+           return 0;
+       break;
+      }
+
+  return 1;
+}
+
+/* TRUE if X uses any registers for which reg_equiv[REGNO].replace is
+   true.  */
+static int
+contains_replace_regs (rtx x)
+{
+  int i, j;
+  const char *fmt;
+  enum rtx_code code = GET_CODE (x);
+
+  switch (code)
+    {
+    case CONST_INT:
+    case CONST:
+    case LABEL_REF:
+    case SYMBOL_REF:
+    case CONST_DOUBLE:
+    case CONST_FIXED:
+    case CONST_VECTOR:
+    case PC:
+    case CC0:
+    case HIGH:
+      return 0;
+
+    case REG:
+      return reg_equiv[REGNO (x)].replace;
+
+    default:
+      break;
+    }
+
+  fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
+  for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
+    switch (fmt[i])
+      {
+      case 'e':
+       if (contains_replace_regs (XEXP (x, i)))
+         return 1;
+       break;
+      case 'E':
+       for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
+         if (contains_replace_regs (XVECEXP (x, i, j)))
+           return 1;
+       break;
+      }
+
+  return 0;
+}
+
+/* TRUE if X references a memory location that would be affected by a store
+   to MEMREF.  */
+static int
+memref_referenced_p (rtx memref, rtx x)
+{
+  int i, j;
+  const char *fmt;
+  enum rtx_code code = GET_CODE (x);
+
+  switch (code)
+    {
+    case CONST_INT:
+    case CONST:
+    case LABEL_REF:
+    case SYMBOL_REF:
+    case CONST_DOUBLE:
+    case CONST_FIXED:
+    case CONST_VECTOR:
+    case PC:
+    case CC0:
+    case HIGH:
+    case LO_SUM:
+      return 0;
+
+    case REG:
+      return (reg_equiv[REGNO (x)].replacement
+             && memref_referenced_p (memref,
+                                     reg_equiv[REGNO (x)].replacement));
+
+    case MEM:
+      if (true_dependence (memref, VOIDmode, x))
+       return 1;
+      break;
+
+    case SET:
+      /* If we are setting a MEM, it doesn't count (its address does), but any
+        other SET_DEST that has a MEM in it is referencing the MEM.  */
+      if (MEM_P (SET_DEST (x)))
+       {
+         if (memref_referenced_p (memref, XEXP (SET_DEST (x), 0)))
+           return 1;
+       }
+      else if (memref_referenced_p (memref, SET_DEST (x)))
+       return 1;
+
+      return memref_referenced_p (memref, SET_SRC (x));
+
+    default:
+      break;
+    }
+
+  fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
+  for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
+    switch (fmt[i])
+      {
+      case 'e':
+       if (memref_referenced_p (memref, XEXP (x, i)))
+         return 1;
+       break;
+      case 'E':
+       for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
+         if (memref_referenced_p (memref, XVECEXP (x, i, j)))
+           return 1;
+       break;
+      }
+
+  return 0;
+}
+
+/* TRUE if some insn in the range (START, END] references a memory location
+   that would be affected by a store to MEMREF.  */
+static int
+memref_used_between_p (rtx memref, rtx start, rtx end)
+{
+  rtx insn;
+
+  for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
+       insn = NEXT_INSN (insn))
+    {
+      if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
+       continue;
+
+      if (memref_referenced_p (memref, PATTERN (insn)))
+       return 1;
+
+      /* Nonconst functions may access memory.  */
+      if (CALL_P (insn) && (! RTL_CONST_CALL_P (insn)))
+       return 1;
+    }
+
+  return 0;
+}
+
+/* Mark REG as having no known equivalence.
+   Some instructions might have been processed before and furnished
+   with REG_EQUIV notes for this register; these notes will have to be
+   removed.
+   STORE is the piece of RTL that does the non-constant / conflicting
+   assignment - a SET, CLOBBER or REG_INC note.  It is currently not used,
+   but needs to be there because this function is called from note_stores.  */
+static void
+no_equiv (rtx reg, const_rtx store ATTRIBUTE_UNUSED,
+         void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
+{
+  int regno;
+  rtx list;
+
+  if (!REG_P (reg))
+    return;
+  regno = REGNO (reg);
+  list = reg_equiv[regno].init_insns;
+  if (list == const0_rtx)
+    return;
+  reg_equiv[regno].init_insns = const0_rtx;
+  reg_equiv[regno].replacement = NULL_RTX;
+  /* This doesn't matter for equivalences made for argument registers, we
+     should keep their initialization insns.  */
+  if (reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
+    return;
+  reg_equiv_init (regno) = NULL_RTX;
+  for (; list; list =  XEXP (list, 1))
+    {
+      rtx insn = XEXP (list, 0);
+      remove_note (insn, find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX));
+    }
+}
+
+/* In DEBUG_INSN location adjust REGs from CLEARED_REGS bitmap to the
+   equivalent replacement.  */
+
+static rtx
+adjust_cleared_regs (rtx loc, const_rtx old_rtx ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
+{
+  if (REG_P (loc))
+    {
+      bitmap cleared_regs = (bitmap) data;
+      if (bitmap_bit_p (cleared_regs, REGNO (loc)))
+       return simplify_replace_fn_rtx (*reg_equiv[REGNO (loc)].src_p,
+                                       NULL_RTX, adjust_cleared_regs, data);
+    }
+  return NULL_RTX;
+}
+
+/* Nonzero if we recorded an equivalence for a LABEL_REF.  */
+static int recorded_label_ref;
+
+/* Find registers that are equivalent to a single value throughout the
+   compilation (either because they can be referenced in memory or are
+   set once from a single constant).  Lower their priority for a
+   register.
+
+   If such a register is only referenced once, try substituting its
+   value into the using insn.  If it succeeds, we can eliminate the
+   register completely.
+
+   Initialize the REG_EQUIV_INIT array of initializing insns.
+
+   Return non-zero if jump label rebuilding should be done.  */
+static int
+update_equiv_regs (void)
+{
+  rtx insn;
+  basic_block bb;
+  int loop_depth;
+  bitmap cleared_regs;
+
+  /* We need to keep track of whether or not we recorded a LABEL_REF so
+     that we know if the jump optimizer needs to be rerun.  */
+  recorded_label_ref = 0;
+
+  reg_equiv = XCNEWVEC (struct equivalence, max_regno);
+  grow_reg_equivs ();
+
+  init_alias_analysis ();
+
+  /* Scan the insns and find which registers have equivalences.  Do this
+     in a separate scan of the insns because (due to -fcse-follow-jumps)
+     a register can be set below its use.  */
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      loop_depth = bb->loop_depth;
+
+      for (insn = BB_HEAD (bb);
+          insn != NEXT_INSN (BB_END (bb));
+          insn = NEXT_INSN (insn))
+       {
+         rtx note;
+         rtx set;
+         rtx dest, src;
+         int regno;
+
+         if (! INSN_P (insn))
+           continue;
+
+         for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
+           if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
+             no_equiv (XEXP (note, 0), note, NULL);
+
+         set = single_set (insn);
+
+         /* If this insn contains more (or less) than a single SET,
+            only mark all destinations as having no known equivalence.  */
+         if (set == 0)
+           {
+             note_stores (PATTERN (insn), no_equiv, NULL);
+             continue;
+           }
+         else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
+           {
+             int i;
+
+             for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
+               {
+                 rtx part = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
+                 if (part != set)
+                   note_stores (part, no_equiv, NULL);
+               }
+           }
+
+         dest = SET_DEST (set);
+         src = SET_SRC (set);
+
+         /* See if this is setting up the equivalence between an argument
+            register and its stack slot.  */
+         note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
+         if (note)
+           {
+             gcc_assert (REG_P (dest));
+             regno = REGNO (dest);
+
+             /* Note that we don't want to clear reg_equiv_init even if there
+                are multiple sets of this register.  */
+             reg_equiv[regno].is_arg_equivalence = 1;
+
+             /* Record for reload that this is an equivalencing insn.  */
+             if (rtx_equal_p (src, XEXP (note, 0)))
+               reg_equiv_init (regno)
+                 = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init (regno));
+
+             /* Continue normally in case this is a candidate for
+                replacements.  */
+           }
+
+         if (!optimize)
+           continue;
+
+         /* We only handle the case of a pseudo register being set
+            once, or always to the same value.  */
+         /* ??? The mn10200 port breaks if we add equivalences for
+            values that need an ADDRESS_REGS register and set them equivalent
+            to a MEM of a pseudo.  The actual problem is in the over-conservative
+            handling of INPADDR_ADDRESS / INPUT_ADDRESS / INPUT triples in
+            calculate_needs, but we traditionally work around this problem
+            here by rejecting equivalences when the destination is in a register
+            that's likely spilled.  This is fragile, of course, since the
+            preferred class of a pseudo depends on all instructions that set
+            or use it.  */
+
+         if (!REG_P (dest)
+             || (regno = REGNO (dest)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
+             || reg_equiv[regno].init_insns == const0_rtx
+             || (targetm.class_likely_spilled_p (reg_preferred_class (regno))
+                 && MEM_P (src) && ! reg_equiv[regno].is_arg_equivalence))
+           {
+             /* This might be setting a SUBREG of a pseudo, a pseudo that is
+                also set somewhere else to a constant.  */
+             note_stores (set, no_equiv, NULL);
+             continue;
+           }
+
+         note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
+
+         /* cse sometimes generates function invariants, but doesn't put a
+            REG_EQUAL note on the insn.  Since this note would be redundant,
+            there's no point creating it earlier than here.  */
+         if (! note && ! rtx_varies_p (src, 0))
+           note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
+
+         /* Don't bother considering a REG_EQUAL note containing an EXPR_LIST
+            since it represents a function call */
+         if (note && GET_CODE (XEXP (note, 0)) == EXPR_LIST)
+           note = NULL_RTX;
+
+         if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) != 1
+             && (! note
+                 || rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0)
+                 || (reg_equiv[regno].replacement
+                     && ! rtx_equal_p (XEXP (note, 0),
+                                       reg_equiv[regno].replacement))))
+           {
+             no_equiv (dest, set, NULL);
+             continue;
+           }
+         /* Record this insn as initializing this register.  */
+         reg_equiv[regno].init_insns
+           = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv[regno].init_insns);
+
+         /* If this register is known to be equal to a constant, record that
+            it is always equivalent to the constant.  */
+         if (DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
+             && note && ! rtx_varies_p (XEXP (note, 0), 0))
+           {
+             rtx note_value = XEXP (note, 0);
+             remove_note (insn, note);
+             set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, note_value);
+           }
+
+         /* If this insn introduces a "constant" register, decrease the priority
+            of that register.  Record this insn if the register is only used once
+            more and the equivalence value is the same as our source.
+
+            The latter condition is checked for two reasons:  First, it is an
+            indication that it may be more efficient to actually emit the insn
+            as written (if no registers are available, reload will substitute
+            the equivalence).  Secondly, it avoids problems with any registers
+            dying in this insn whose death notes would be missed.
+
+            If we don't have a REG_EQUIV note, see if this insn is loading
+            a register used only in one basic block from a MEM.  If so, and the
+            MEM remains unchanged for the life of the register, add a REG_EQUIV
+            note.  */
+
+         note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX);
+
+         if (note == 0 && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
+             && MEM_P (SET_SRC (set))
+             && validate_equiv_mem (insn, dest, SET_SRC (set)))
+           note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUIV, copy_rtx (SET_SRC (set)));
+
+         if (note)
+           {
+             int regno = REGNO (dest);
+             rtx x = XEXP (note, 0);
+
+             /* If we haven't done so, record for reload that this is an
+                equivalencing insn.  */
+             if (!reg_equiv[regno].is_arg_equivalence)
+               reg_equiv_init (regno)
+                 = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, reg_equiv_init (regno));
+
+             /* Record whether or not we created a REG_EQUIV note for a LABEL_REF.
+                We might end up substituting the LABEL_REF for uses of the
+                pseudo here or later.  That kind of transformation may turn an
+                indirect jump into a direct jump, in which case we must rerun the
+                jump optimizer to ensure that the JUMP_LABEL fields are valid.  */
+             if (GET_CODE (x) == LABEL_REF
+                 || (GET_CODE (x) == CONST
+                     && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
+                     && (GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == LABEL_REF)))
+               recorded_label_ref = 1;
+
+             reg_equiv[regno].replacement = x;
+             reg_equiv[regno].src_p = &SET_SRC (set);
+             reg_equiv[regno].loop_depth = loop_depth;
+
+             /* Don't mess with things live during setjmp.  */
+             if (REG_LIVE_LENGTH (regno) >= 0 && optimize)
+               {
+                 /* Note that the statement below does not affect the priority
+                    in local-alloc!  */
+                 REG_LIVE_LENGTH (regno) *= 2;
+
+                 /* If the register is referenced exactly twice, meaning it is
+                    set once and used once, indicate that the reference may be
+                    replaced by the equivalence we computed above.  Do this
+                    even if the register is only used in one block so that
+                    dependencies can be handled where the last register is
+                    used in a different block (i.e. HIGH / LO_SUM sequences)
+                    and to reduce the number of registers alive across
+                    calls.  */
+
+                 if (REG_N_REFS (regno) == 2
+                     && (rtx_equal_p (x, src)
+                         || ! equiv_init_varies_p (src))
+                     && NONJUMP_INSN_P (insn)
+                     && equiv_init_movable_p (PATTERN (insn), regno))
+                   reg_equiv[regno].replace = 1;
+               }
+           }
+       }
+    }
+
+  if (!optimize)
+    goto out;
+
+  /* A second pass, to gather additional equivalences with memory.  This needs
+     to be done after we know which registers we are going to replace.  */
+
+  for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
     {
-      reg_renumber[i] = -1;
-      setup_reg_classes (i, GENERAL_REGS, ALL_REGS);
+      rtx set, src, dest;
+      unsigned regno;
+
+      if (! INSN_P (insn))
+       continue;
+
+      set = single_set (insn);
+      if (! set)
+       continue;
+
+      dest = SET_DEST (set);
+      src = SET_SRC (set);
+
+      /* If this sets a MEM to the contents of a REG that is only used
+        in a single basic block, see if the register is always equivalent
+        to that memory location and if moving the store from INSN to the
+        insn that set REG is safe.  If so, put a REG_EQUIV note on the
+        initializing insn.
+
+        Don't add a REG_EQUIV note if the insn already has one.  The existing
+        REG_EQUIV is likely more useful than the one we are adding.
+
+        If one of the regs in the address has reg_equiv[REGNO].replace set,
+        then we can't add this REG_EQUIV note.  The reg_equiv[REGNO].replace
+        optimization may move the set of this register immediately before
+        insn, which puts it after reg_equiv[REGNO].init_insns, and hence
+        the mention in the REG_EQUIV note would be to an uninitialized
+        pseudo.  */
+
+      if (MEM_P (dest) && REG_P (src)
+         && (regno = REGNO (src)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
+         && REG_BASIC_BLOCK (regno) >= NUM_FIXED_BLOCKS
+         && DF_REG_DEF_COUNT (regno) == 1
+         && reg_equiv[regno].init_insns != 0
+         && reg_equiv[regno].init_insns != const0_rtx
+         && ! find_reg_note (XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0),
+                             REG_EQUIV, NULL_RTX)
+         && ! contains_replace_regs (XEXP (dest, 0)))
+       {
+         rtx init_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
+         if (validate_equiv_mem (init_insn, src, dest)
+             && ! memref_used_between_p (dest, init_insn, insn)
+             /* Attaching a REG_EQUIV note will fail if INIT_INSN has
+                multiple sets.  */
+             && set_unique_reg_note (init_insn, REG_EQUIV, copy_rtx (dest)))
+           {
+             /* This insn makes the equivalence, not the one initializing
+                the register.  */
+             reg_equiv_init (regno)
+               = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, insn, NULL_RTX);
+             df_notes_rescan (init_insn);
+           }
+       }
+    }
+
+  cleared_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
+  /* Now scan all regs killed in an insn to see if any of them are
+     registers only used that once.  If so, see if we can replace the
+     reference with the equivalent form.  If we can, delete the
+     initializing reference and this register will go away.  If we
+     can't replace the reference, and the initializing reference is
+     within the same loop (or in an inner loop), then move the register
+     initialization just before the use, so that they are in the same
+     basic block.  */
+  FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
+    {
+      loop_depth = bb->loop_depth;
+      for (insn = BB_END (bb);
+          insn != PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
+          insn = PREV_INSN (insn))
+       {
+         rtx link;
+
+         if (! INSN_P (insn))
+           continue;
+
+         /* Don't substitute into a non-local goto, this confuses CFG.  */
+         if (JUMP_P (insn)
+             && find_reg_note (insn, REG_NON_LOCAL_GOTO, NULL_RTX))
+           continue;
+
+         for (link = REG_NOTES (insn); link; link = XEXP (link, 1))
+           {
+             if (REG_NOTE_KIND (link) == REG_DEAD
+                 /* Make sure this insn still refers to the register.  */
+                 && reg_mentioned_p (XEXP (link, 0), PATTERN (insn)))
+               {
+                 int regno = REGNO (XEXP (link, 0));
+                 rtx equiv_insn;
+
+                 if (! reg_equiv[regno].replace
+                     || reg_equiv[regno].loop_depth < loop_depth
+                     /* There is no sense to move insns if we did
+                        register pressure-sensitive scheduling was
+                        done because it will not improve allocation
+                        but worsen insn schedule with a big
+                        probability.  */
+                     || (flag_sched_pressure && flag_schedule_insns))
+                   continue;
+
+                 /* reg_equiv[REGNO].replace gets set only when
+                    REG_N_REFS[REGNO] is 2, i.e. the register is set
+                    once and used once.  (If it were only set, but not used,
+                    flow would have deleted the setting insns.)  Hence
+                    there can only be one insn in reg_equiv[REGNO].init_insns.  */
+                 gcc_assert (reg_equiv[regno].init_insns
+                             && !XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1));
+                 equiv_insn = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0);
+
+                 /* We may not move instructions that can throw, since
+                    that changes basic block boundaries and we are not
+                    prepared to adjust the CFG to match.  */
+                 if (can_throw_internal (equiv_insn))
+                   continue;
+
+                 if (asm_noperands (PATTERN (equiv_insn)) < 0
+                     && validate_replace_rtx (regno_reg_rtx[regno],
+                                              *(reg_equiv[regno].src_p), insn))
+                   {
+                     rtx equiv_link;
+                     rtx last_link;
+                     rtx note;
+
+                     /* Find the last note.  */
+                     for (last_link = link; XEXP (last_link, 1);
+                          last_link = XEXP (last_link, 1))
+                       ;
+
+                     /* Append the REG_DEAD notes from equiv_insn.  */
+                     equiv_link = REG_NOTES (equiv_insn);
+                     while (equiv_link)
+                       {
+                         note = equiv_link;
+                         equiv_link = XEXP (equiv_link, 1);
+                         if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
+                           {
+                             remove_note (equiv_insn, note);
+                             XEXP (last_link, 1) = note;
+                             XEXP (note, 1) = NULL_RTX;
+                             last_link = note;
+                           }
+                       }
+
+                     remove_death (regno, insn);
+                     SET_REG_N_REFS (regno, 0);
+                     REG_FREQ (regno) = 0;
+                     delete_insn (equiv_insn);
+
+                     reg_equiv[regno].init_insns
+                       = XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 1);
+
+                     reg_equiv_init (regno) = NULL_RTX;
+                     bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
+                   }
+                 /* Move the initialization of the register to just before
+                    INSN.  Update the flow information.  */
+                 else if (prev_nondebug_insn (insn) != equiv_insn)
+                   {
+                     rtx new_insn;
+
+                     new_insn = emit_insn_before (PATTERN (equiv_insn), insn);
+                     REG_NOTES (new_insn) = REG_NOTES (equiv_insn);
+                     REG_NOTES (equiv_insn) = 0;
+                     /* Rescan it to process the notes.  */
+                     df_insn_rescan (new_insn);
+
+                     /* Make sure this insn is recognized before
+                        reload begins, otherwise
+                        eliminate_regs_in_insn will die.  */
+                     INSN_CODE (new_insn) = INSN_CODE (equiv_insn);
+
+                     delete_insn (equiv_insn);
+
+                     XEXP (reg_equiv[regno].init_insns, 0) = new_insn;
+
+                     REG_BASIC_BLOCK (regno) = bb->index;
+                     REG_N_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
+                     REG_FREQ_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
+                     REG_N_THROWING_CALLS_CROSSED (regno) = 0;
+                     REG_LIVE_LENGTH (regno) = 2;
+
+                     if (insn == BB_HEAD (bb))
+                       BB_HEAD (bb) = PREV_INSN (insn);
+
+                     reg_equiv_init (regno)
+                       = gen_rtx_INSN_LIST (VOIDmode, new_insn, NULL_RTX);
+                     bitmap_set_bit (cleared_regs, regno);
+                   }
+               }
+           }
+       }
+    }
+
+  if (!bitmap_empty_p (cleared_regs))
+    {
+      FOR_EACH_BB (bb)
+       {
+         bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_IN (bb), cleared_regs);
+         bitmap_and_compl_into (DF_LIVE_OUT (bb), cleared_regs);
+         bitmap_and_compl_into (DF_LR_IN (bb), cleared_regs);
+         bitmap_and_compl_into (DF_LR_OUT (bb), cleared_regs);
+       }
+
+      /* Last pass - adjust debug insns referencing cleared regs.  */
+      if (MAY_HAVE_DEBUG_INSNS)
+       for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
+         if (DEBUG_INSN_P (insn))
+           {
+             rtx old_loc = INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn);
+             INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn)
+               = simplify_replace_fn_rtx (old_loc, NULL_RTX,
+                                          adjust_cleared_regs,
+                                          (void *) cleared_regs);
+             if (old_loc != INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn))
+               df_insn_rescan (insn);
+           }
+    }
+
+  BITMAP_FREE (cleared_regs);
+
+  out:
+  /* Clean up.  */
+
+  end_alias_analysis ();
+  free (reg_equiv);
+  return recorded_label_ref;
+}
+
+\f
+
+/* Print chain C to FILE.  */
+static void
+print_insn_chain (FILE *file, struct insn_chain *c)
+{
+  fprintf (file, "insn=%d, ", INSN_UID(c->insn));
+  bitmap_print (file, &c->live_throughout, "live_throughout: ", ", ");
+  bitmap_print (file, &c->dead_or_set, "dead_or_set: ", "\n");
+}
+
+
+/* Print all reload_insn_chains to FILE.  */
+static void
+print_insn_chains (FILE *file)
+{
+  struct insn_chain *c;
+  for (c = reload_insn_chain; c ; c = c->next)
+    print_insn_chain (file, c);
+}
+
+/* Return true if pseudo REGNO should be added to set live_throughout
+   or dead_or_set of the insn chains for reload consideration.  */
+static bool
+pseudo_for_reload_consideration_p (int regno)
+{
+  /* Consider spilled pseudos too for IRA because they still have a
+     chance to get hard-registers in the reload when IRA is used.  */
+  return (reg_renumber[regno] >= 0 || ira_conflicts_p);
+}
+
+/* Init LIVE_SUBREGS[ALLOCNUM] and LIVE_SUBREGS_USED[ALLOCNUM] using
+   REG to the number of nregs, and INIT_VALUE to get the
+   initialization.  ALLOCNUM need not be the regno of REG.  */
+static void
+init_live_subregs (bool init_value, sbitmap *live_subregs,
+                  int *live_subregs_used, int allocnum, rtx reg)
+{
+  unsigned int regno = REGNO (SUBREG_REG (reg));
+  int size = GET_MODE_SIZE (GET_MODE (regno_reg_rtx[regno]));
+
+  gcc_assert (size > 0);
+
+  /* Been there, done that.  */
+  if (live_subregs_used[allocnum])
+    return;
+
+  /* Create a new one with zeros.  */
+  if (live_subregs[allocnum] == NULL)
+    live_subregs[allocnum] = sbitmap_alloc (size);
+
+  /* If the entire reg was live before blasting into subregs, we need
+     to init all of the subregs to ones else init to 0.  */
+  if (init_value)
+    sbitmap_ones (live_subregs[allocnum]);
+  else
+    sbitmap_zero (live_subregs[allocnum]);
+
+  /* Set the number of bits that we really want.  */
+  live_subregs_used[allocnum] = size;
+}
+
+/* Walk the insns of the current function and build reload_insn_chain,
+   and record register life information.  */
+static void
+build_insn_chain (void)
+{
+  unsigned int i;
+  struct insn_chain **p = &reload_insn_chain;
+  basic_block bb;
+  struct insn_chain *c = NULL;
+  struct insn_chain *next = NULL;
+  bitmap live_relevant_regs = BITMAP_ALLOC (NULL);
+  bitmap elim_regset = BITMAP_ALLOC (NULL);
+  /* live_subregs is a vector used to keep accurate information about
+     which hardregs are live in multiword pseudos.  live_subregs and
+     live_subregs_used are indexed by pseudo number.  The live_subreg
+     entry for a particular pseudo is only used if the corresponding
+     element is non zero in live_subregs_used.  The value in
+     live_subregs_used is number of bytes that the pseudo can
+     occupy.  */
+  sbitmap *live_subregs = XCNEWVEC (sbitmap, max_regno);
+  int *live_subregs_used = XNEWVEC (int, max_regno);
+
+  for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
+    if (TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, i))
+      bitmap_set_bit (elim_regset, i);
+  FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
+    {
+      bitmap_iterator bi;
+      rtx insn;
+
+      CLEAR_REG_SET (live_relevant_regs);
+      memset (live_subregs_used, 0, max_regno * sizeof (int));
+
+      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb), 0, i, bi)
+       {
+         if (i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+           break;
+         bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
+       }
+
+      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (DF_LR_OUT (bb),
+                               FIRST_PSEUDO_REGISTER, i, bi)
+       {
+         if (pseudo_for_reload_consideration_p (i))
+           bitmap_set_bit (live_relevant_regs, i);
+       }
+
+      FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
+       {
+         if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
+           {
+             unsigned int uid = INSN_UID (insn);
+             df_ref *def_rec;
+             df_ref *use_rec;
+
+             c = new_insn_chain ();
+             c->next = next;
+             next = c;
+             *p = c;
+             p = &c->prev;
+
+             c->insn = insn;
+             c->block = bb->index;
+
+             if (INSN_P (insn))
+               for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
+                 {
+                   df_ref def = *def_rec;
+                   unsigned int regno = DF_REF_REGNO (def);
+
+                   /* Ignore may clobbers because these are generated
+                      from calls. However, every other kind of def is
+                      added to dead_or_set.  */
+                   if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_MAY_CLOBBER))
+                     {
+                       if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+                         {
+                           if (!fixed_regs[regno])
+                             bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
+                         }
+                       else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
+                         bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
+                     }
+
+                   if ((regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
+                        || reg_renumber[regno] >= 0
+                        || ira_conflicts_p)
+                       && (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_CONDITIONAL)))
+                     {
+                       rtx reg = DF_REF_REG (def);
+
+                       /* We can model subregs, but not if they are
+                          wrapped in ZERO_EXTRACTS.  */
+                       if (GET_CODE (reg) == SUBREG
+                           && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_ZERO_EXTRACT))
+                         {
+                           unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
+                           unsigned int last = start
+                             + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
+
+                           init_live_subregs
+                             (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
+                              live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
+
+                           if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET
+                               (def, DF_REF_STRICT_LOW_PART))
+                             {
+                               /* Expand the range to cover entire words.
+                                  Bytes added here are "don't care".  */
+                               start
+                                 = start / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD;
+                               last = ((last + UNITS_PER_WORD - 1)
+                                       / UNITS_PER_WORD * UNITS_PER_WORD);
+                             }
+
+                           /* Ignore the paradoxical bits.  */
+                           if ((int)last > live_subregs_used[regno])
+                             last = live_subregs_used[regno];
+
+                           while (start < last)
+                             {
+                               RESET_BIT (live_subregs[regno], start);
+                               start++;
+                             }
+
+                           if (sbitmap_empty_p (live_subregs[regno]))
+                             {
+                               live_subregs_used[regno] = 0;
+                               bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
+                             }
+                           else
+                             /* Set live_relevant_regs here because
+                                that bit has to be true to get us to
+                                look at the live_subregs fields.  */
+                             bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
+                         }
+                       else
+                         {
+                           /* DF_REF_PARTIAL is generated for
+                              subregs, STRICT_LOW_PART, and
+                              ZERO_EXTRACT.  We handle the subreg
+                              case above so here we have to keep from
+                              modeling the def as a killing def.  */
+                           if (!DF_REF_FLAGS_IS_SET (def, DF_REF_PARTIAL))
+                             {
+                               bitmap_clear_bit (live_relevant_regs, regno);
+                               live_subregs_used[regno] = 0;
+                             }
+                         }
+                     }
+                 }
+
+             bitmap_and_compl_into (live_relevant_regs, elim_regset);
+             bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
+
+             if (INSN_P (insn))
+               for (use_rec = DF_INSN_UID_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
+                 {
+                   df_ref use = *use_rec;
+                   unsigned int regno = DF_REF_REGNO (use);
+                   rtx reg = DF_REF_REG (use);
+
+                   /* DF_REF_READ_WRITE on a use means that this use
+                      is fabricated from a def that is a partial set
+                      to a multiword reg.  Here, we only model the
+                      subreg case that is not wrapped in ZERO_EXTRACT
+                      precisely so we do not need to look at the
+                      fabricated use. */
+                   if (DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_READ_WRITE)
+                       && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_ZERO_EXTRACT)
+                       && DF_REF_FLAGS_IS_SET (use, DF_REF_SUBREG))
+                     continue;
+
+                   /* Add the last use of each var to dead_or_set.  */
+                   if (!bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno))
+                     {
+                       if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
+                         {
+                           if (!fixed_regs[regno])
+                             bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
+                         }
+                       else if (pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
+                         bitmap_set_bit (&c->dead_or_set, regno);
+                     }
+
+                   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER
+                       || pseudo_for_reload_consideration_p (regno))
+                     {
+                       if (GET_CODE (reg) == SUBREG
+                           && !DF_REF_FLAGS_IS_SET (use,
+                                                    DF_REF_SIGN_EXTRACT
+                                                    | DF_REF_ZERO_EXTRACT))
+                         {
+                           unsigned int start = SUBREG_BYTE (reg);
+                           unsigned int last = start
+                             + GET_MODE_SIZE (GET_MODE (reg));
+
+                           init_live_subregs
+                             (bitmap_bit_p (live_relevant_regs, regno),
+                              live_subregs, live_subregs_used, regno, reg);
+
+                           /* Ignore the paradoxical bits.  */
+                           if ((int)last > live_subregs_used[regno])
+                             last = live_subregs_used[regno];
+
+                           while (start < last)
+                             {
+                               SET_BIT (live_subregs[regno], start);
+                               start++;
+                             }
+                         }
+                       else
+                         /* Resetting the live_subregs_used is
+                            effectively saying do not use the subregs
+                            because we are reading the whole
+                            pseudo.  */
+                         live_subregs_used[regno] = 0;
+                       bitmap_set_bit (live_relevant_regs, regno);
+                     }
+                 }
+           }
+       }
+
+      /* FIXME!! The following code is a disaster.  Reload needs to see the
+        labels and jump tables that are just hanging out in between
+        the basic blocks.  See pr33676.  */
+      insn = BB_HEAD (bb);
+
+      /* Skip over the barriers and cruft.  */
+      while (insn && (BARRIER_P (insn) || NOTE_P (insn)
+                     || BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb))
+       insn = PREV_INSN (insn);
+
+      /* While we add anything except barriers and notes, the focus is
+        to get the labels and jump tables into the
+        reload_insn_chain.  */
+      while (insn)
+       {
+         if (!NOTE_P (insn) && !BARRIER_P (insn))
+           {
+             if (BLOCK_FOR_INSN (insn))
+               break;
+
+             c = new_insn_chain ();
+             c->next = next;
+             next = c;
+             *p = c;
+             p = &c->prev;
+
+             /* The block makes no sense here, but it is what the old
+                code did.  */
+             c->block = bb->index;
+             c->insn = insn;
+             bitmap_copy (&c->live_throughout, live_relevant_regs);
+           }
+         insn = PREV_INSN (insn);
+       }
     }
+
+  for (i = 0; i < (unsigned int) max_regno; i++)
+    free (live_subregs[i]);
+
+  reload_insn_chain = c;
+  *p = NULL;
+
+  free (live_subregs);
+  free (live_subregs_used);
+  BITMAP_FREE (live_relevant_regs);
+  BITMAP_FREE (elim_regset);
+
+  if (dump_file)
+    print_insn_chains (dump_file);
 }
 
 \f
@@ -1669,18 +3518,24 @@ expand_reg_info (int old_size)
 /* All natural loops.  */
 struct loops ira_loops;
 
+/* True if we have allocno conflicts.  It is false for non-optimized
+   mode or when the conflict table is too big.  */
+bool ira_conflicts_p;
+
+/* Saved between IRA and reload.  */
+static int saved_flag_ira_share_spill_slots;
+
 /* This is the main entry of IRA.  */
 static void
 ira (FILE *f)
 {
-  int overall_cost_before, allocated_reg_info_size;
+  int allocated_reg_info_size;
   bool loops_p;
   int max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit;
   int rebuild_p;
-  int saved_flag_ira_algorithm;
-  basic_block bb;
 
-  timevar_push (TV_IRA);
+  if (flag_caller_saves)
+    init_caller_save ();
 
   if (flag_ira_verbose < 10)
     {
@@ -1693,6 +3548,7 @@ ira (FILE *f)
       ira_dump_file = stderr;
     }
 
+  ira_conflicts_p = optimize > 0;
   setup_prohibited_mode_move_regs ();
 
   df_note_add_problem ();
@@ -1716,6 +3572,14 @@ ira (FILE *f)
   if (warn_clobbered)
     generate_setjmp_warnings ();
 
+  /* Determine if the current function is a leaf before running IRA
+     since this can impact optimizations done by the prologue and
+     epilogue thus changing register elimination offsets.  */
+  current_function_is_leaf = leaf_function_p ();
+
+  if (resize_reg_info () && flag_ira_loop_pressure)
+    ira_set_pseudo_classes (ira_dump_file);
+
   rebuild_p = update_equiv_regs ();
 
 #ifndef IRA_NO_OBSTACK
@@ -1723,7 +3587,7 @@ ira (FILE *f)
 #endif
   bitmap_obstack_initialize (&ira_bitmap_obstack);
   if (optimize)
-    {      
+    {
       max_regno = max_reg_num ();
       ira_reg_equiv_len = max_regno;
       ira_reg_equiv_invariant_p
@@ -1736,44 +3600,54 @@ ira (FILE *f)
        {
          timevar_push (TV_JUMP);
          rebuild_jump_labels (get_insns ());
-         purge_all_dead_edges ();
+         if (purge_all_dead_edges ())
+           delete_unreachable_blocks ();
          timevar_pop (TV_JUMP);
        }
     }
 
   max_regno_before_ira = allocated_reg_info_size = max_reg_num ();
-  allocate_reg_info ();
-  setup_eliminable_regset ();
-      
+  ira_setup_eliminable_regset ();
+
   ira_overall_cost = ira_reg_cost = ira_mem_cost = 0;
   ira_load_cost = ira_store_cost = ira_shuffle_cost = 0;
   ira_move_loops_num = ira_additional_jumps_num = 0;
-  
+
   ira_assert (current_loops == NULL);
-  flow_loops_find (&ira_loops);
-  current_loops = &ira_loops;
-  saved_flag_ira_algorithm = flag_ira_algorithm;
-  if (optimize && number_of_loops () > (unsigned) IRA_MAX_LOOPS_NUM)
-    flag_ira_algorithm = IRA_ALGORITHM_CB;
-      
+  if (flag_ira_region == IRA_REGION_ALL || flag_ira_region == IRA_REGION_MIXED)
+    {
+      flow_loops_find (&ira_loops);
+      record_loop_exits ();
+      current_loops = &ira_loops;
+    }
+
   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
     fprintf (ira_dump_file, "Building IRA IR\n");
-  loops_p = ira_build (optimize
-                      && (flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_REGIONAL
-                          || flag_ira_algorithm == IRA_ALGORITHM_MIXED));
-  if (optimize)
-    ira_color ();
-  else
-    ira_fast_allocation ();
-      
+  loops_p = ira_build ();
+
+  ira_assert (ira_conflicts_p || !loops_p);
+
+  saved_flag_ira_share_spill_slots = flag_ira_share_spill_slots;
+  if (too_high_register_pressure_p () || cfun->calls_setjmp)
+    /* It is just wasting compiler's time to pack spilled pseudos into
+       stack slots in this case -- prohibit it.  We also do this if
+       there is setjmp call because a variable not modified between
+       setjmp and longjmp the compiler is required to preserve its
+       value and sharing slots does not guarantee it.  */
+    flag_ira_share_spill_slots = FALSE;
+
+  ira_color ();
+
   ira_max_point_before_emit = ira_max_point;
-      
+
+  ira_initiate_emit_data ();
+
   ira_emit (loops_p);
-  
-  if (optimize)
+
+  if (ira_conflicts_p)
     {
       max_regno = max_reg_num ();
-      
+
       if (! loops_p)
        ira_initiate_assign ();
       else
@@ -1782,15 +3656,16 @@ ira (FILE *f)
          setup_preferred_alternate_classes_for_new_pseudos
            (allocated_reg_info_size);
          allocated_reg_info_size = max_regno;
-         
+
          if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL)
            fprintf (ira_dump_file, "Flattening IR\n");
          ira_flattening (max_regno_before_ira, ira_max_point_before_emit);
          /* New insns were generated: add notes and recalculate live
             info.  */
          df_analyze ();
-         
+
          flow_loops_find (&ira_loops);
+         record_loop_exits ();
          current_loops = &ira_loops;
 
          setup_allocno_assignment_flags ();
@@ -1799,28 +3674,19 @@ ira (FILE *f)
        }
     }
 
+  ira_finish_emit_data ();
+
   setup_reg_renumber ();
-  
+
   calculate_allocation_cost ();
-  
+
 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
-  if (optimize)
+  if (ira_conflicts_p)
     check_allocation ();
 #endif
-      
-  delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
-  max_regno = max_reg_num ();
-  
-  /* Determine if the current function is a leaf before running IRA
-     since this can impact optimizations done by the prologue and
-     epilogue thus changing register elimination offsets.  */
-  current_function_is_leaf = leaf_function_p ();
-  
-  /* And the reg_equiv_memory_loc array.  */
-  VEC_safe_grow (rtx, gc, reg_equiv_memory_loc_vec, max_regno);
-  memset (VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec), 0,
-         sizeof (rtx) * max_regno);
-  reg_equiv_memory_loc = VEC_address (rtx, reg_equiv_memory_loc_vec);
+
+  if (delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ()))
+    df_analyze ();
 
   if (max_regno != max_regno_before_ira)
     {
@@ -1830,13 +3696,13 @@ ira (FILE *f)
       regstat_compute_ri ();
     }
 
-  allocate_initial_values (reg_equiv_memory_loc);
-
   overall_cost_before = ira_overall_cost;
-  if (optimize)
+  if (! ira_conflicts_p)
+    grow_reg_equivs ();
+  else
     {
       fix_reg_equiv_init ();
-      
+
 #ifdef ENABLE_IRA_CHECKING
       print_redundant_copies ();
 #endif
@@ -1849,46 +3715,54 @@ ira (FILE *f)
       memset (ira_spilled_reg_stack_slots, 0,
              max_regno * sizeof (struct ira_spilled_reg_stack_slot));
     }
-  
-  timevar_pop (TV_IRA);
+  allocate_initial_values (reg_equivs);
+}
+
+static void
+do_reload (void)
+{
+  basic_block bb;
+  bool need_dce;
+
+  if (flag_ira_verbose < 10)
+    ira_dump_file = dump_file;
 
-  timevar_push (TV_RELOAD);
   df_set_flags (DF_NO_INSN_RESCAN);
   build_insn_chain ();
 
-  reload_completed = !reload (get_insns (), optimize > 0);
-
-  timevar_pop (TV_RELOAD);
+  need_dce = reload (get_insns (), ira_conflicts_p);
 
   timevar_push (TV_IRA);
 
-  if (optimize)
+  if (ira_conflicts_p)
     {
       ira_free (ira_spilled_reg_stack_slots);
-      
+
       ira_finish_assign ();
-      
-    }  
+    }
   if (internal_flag_ira_verbose > 0 && ira_dump_file != NULL
       && overall_cost_before != ira_overall_cost)
     fprintf (ira_dump_file, "+++Overall after reload %d\n", ira_overall_cost);
   ira_destroy ();
-  
-  flow_loops_free (&ira_loops);
-  free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+
+  flag_ira_share_spill_slots = saved_flag_ira_share_spill_slots;
+
+  if (current_loops != NULL)
+    {
+      flow_loops_free (&ira_loops);
+      free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+    }
   FOR_ALL_BB (bb)
     bb->loop_father = NULL;
   current_loops = NULL;
 
-  flag_ira_algorithm = saved_flag_ira_algorithm;
-
   regstat_free_ri ();
   regstat_free_n_sets_and_refs ();
-      
+
   if (optimize)
     {
       cleanup_cfg (CLEANUP_EXPENSIVE);
-      
+
       ira_free (ira_reg_equiv_invariant_p);
       ira_free (ira_reg_equiv_const);
     }
@@ -1899,7 +3773,7 @@ ira (FILE *f)
 #endif
 
   /* The code after the reload has changed so much that at this point
-     we might as well just rescan everything.  Not that
+     we might as well just rescan everything.  Note that
      df_rescan_all_insns is not going to help here because it does not
      touch the artificial uses and defs.  */
   df_finish_pass (true);
@@ -1911,17 +3785,12 @@ ira (FILE *f)
   if (optimize)
     df_analyze ();
 
+  if (need_dce && optimize)
+    run_fast_dce ();
+
   timevar_pop (TV_IRA);
 }
-
 \f
-
-static bool
-gate_ira (void)
-{
-  return flag_ira != 0;
-}
-
 /* Run the integrated register allocator.  */
 static unsigned int
 rest_of_handle_ira (void)
@@ -1935,17 +3804,42 @@ struct rtl_opt_pass pass_ira =
  {
   RTL_PASS,
   "ira",                                /* name */
-  gate_ira,                             /* gate */
+  NULL,                                 /* gate */
   rest_of_handle_ira,                  /* execute */
   NULL,                                 /* sub */
   NULL,                                 /* next */
   0,                                    /* static_pass_number */
-  0,                                   /* tv_id */
+  TV_IRA,                              /* tv_id */
+  0,                                    /* properties_required */
+  0,                                    /* properties_provided */
+  0,                                    /* properties_destroyed */
+  0,                                    /* todo_flags_start */
+  TODO_dump_func                        /* todo_flags_finish */
+ }
+};
+
+static unsigned int
+rest_of_handle_reload (void)
+{
+  do_reload ();
+  return 0;
+}
+
+struct rtl_opt_pass pass_reload =
+{
+ {
+  RTL_PASS,
+  "reload",                             /* name */
+  NULL,                                 /* gate */
+  rest_of_handle_reload,               /* execute */
+  NULL,                                 /* sub */
+  NULL,                                 /* next */
+  0,                                    /* static_pass_number */
+  TV_RELOAD,                           /* tv_id */
   0,                                    /* properties_required */
   0,                                    /* properties_provided */
   0,                                    /* properties_destroyed */
   0,                                    /* todo_flags_start */
-  TODO_dump_func |
-  TODO_ggc_collect                      /* todo_flags_finish */
+  TODO_dump_func | TODO_ggc_collect     /* todo_flags_finish */
  }
 };