OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / regrename.c
index b9d68e7..de39e90 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* Register renaming for the GNU compiler.
-   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009
-   Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009,
+   2010 Free Software Foundation, Inc.
 
    This file is part of GCC.
 
@@ -22,7 +22,7 @@
 #include "system.h"
 #include "coretypes.h"
 #include "tm.h"
-#include "rtl.h"
+#include "rtl-error.h"
 #include "tm_p.h"
 #include "insn-config.h"
 #include "regs.h"
 #include "function.h"
 #include "recog.h"
 #include "flags.h"
-#include "toplev.h"
 #include "obstack.h"
 #include "timevar.h"
 #include "tree-pass.h"
 #include "df.h"
+#include "target.h"
+#include "emit-rtl.h"
+#include "regrename.h"
 
-/* We keep linked lists of DU_HEAD structures, each of which describes
-   a chain of occurrences of a reg.  */
-struct du_head
-{
-  /* The next chain.  */
-  struct du_head *next_chain;
-  /* The first and last elements of this chain.  */
-  struct du_chain *first, *last;
-  /* Describes the register being tracked.  */
-  unsigned regno, nregs;
-  /* Nonzero if the chain crosses a call.  */
-  unsigned int need_caller_save_reg:1;
-  /* Nonzero if the chain is finished.  */
-  unsigned int terminated:1;
-};
+/* This file implements the RTL register renaming pass of the compiler.  It is
+   a semi-local pass whose goal is to maximize the usage of the register file
+   of the processor by substituting registers for others in the solution given
+   by the register allocator.  The algorithm is as follows:
 
-/* This struct describes a single occurrence of a register.  */
-struct du_chain
-{
-  /* Links to the next occurrence of the register.  */
-  struct du_chain *next_use;
+     1. Local def/use chains are built: within each basic block, chains are
+       opened and closed; if a chain isn't closed at the end of the block,
+       it is dropped.  We pre-open chains if we have already examined a
+       predecessor block and found chains live at the end which match
+       live registers at the start of the new block.
 
-  /* The insn where the register appears.  */
-  rtx insn;
-  /* The location inside the insn.  */
-  rtx *loc;
-  /* The register class required by the insn at this location.  */
-  ENUM_BITFIELD(reg_class) cl : 16;
-  /* Nonzero if the register is subject to earlyclobber.  */
-  unsigned int earlyclobber:1;
-};
+     2. We try to combine the local chains across basic block boundaries by
+        comparing chains that were open at the start or end of a block to
+       those in successor/predecessor blocks.
+
+     3. For each chain, the set of possible renaming registers is computed.
+       This takes into account the renaming of previously processed chains.
+       Optionally, a preferred class is computed for the renaming register.
+
+     4. The best renaming register is computed for the chain in the above set,
+       using a round-robin allocation.  If a preferred class exists, then the
+       round-robin allocation is done within the class first, if possible.
+       The round-robin allocation of renaming registers itself is global.
+
+     5. If a renaming register has been found, it is substituted in the chain.
+
+  Targets can parameterize the pass by specifying a preferred class for the
+  renaming register for a given (super)class of registers to be renamed.  */
+
+#if HOST_BITS_PER_WIDE_INT <= MAX_RECOG_OPERANDS
+#error "Use a different bitmap implementation for untracked_operands."
+#endif
 
 enum scan_actions
 {
-  terminate_all_read,
-  terminate_overlapping_read,
   terminate_write,
   terminate_dead,
+  mark_all_read,
   mark_read,
   mark_write,
   /* mark_access is for marking the destination regs in
@@ -88,307 +90,849 @@ enum scan_actions
 
 static const char * const scan_actions_name[] =
 {
-  "terminate_all_read",
-  "terminate_overlapping_read",
   "terminate_write",
   "terminate_dead",
+  "mark_all_read",
   "mark_read",
   "mark_write",
   "mark_access"
 };
 
+/* TICK and THIS_TICK are used to record the last time we saw each
+   register.  */
+static int tick[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
+static int this_tick = 0;
+
 static struct obstack rename_obstack;
 
-static void do_replace (struct du_head *, int);
-static void scan_rtx_reg (rtx, rtx *, enum reg_class,
-                         enum scan_actions, enum op_type, int);
-static void scan_rtx_address (rtx, rtx *, enum reg_class,
-                             enum scan_actions, enum machine_mode);
+/* If nonnull, the code calling into the register renamer requested
+   information about insn operands, and we store it here.  */
+VEC(insn_rr_info, heap) *insn_rr;
+
 static void scan_rtx (rtx, rtx *, enum reg_class, enum scan_actions,
-                     enum op_type, int);
-static struct du_head *build_def_use (basic_block);
-static void dump_def_use_chain (struct du_head *);
-static void note_sets (rtx, const_rtx, void *);
-static void clear_dead_regs (HARD_REG_SET *, enum reg_note, rtx);
-static void merge_overlapping_regs (basic_block, HARD_REG_SET *,
-                                   struct du_head *);
+                     enum op_type);
+static bool build_def_use (basic_block);
 
-/* Called through note_stores.  Find sets of registers, and
-   record them in *DATA (which is actually a HARD_REG_SET *).  */
+/* The id to be given to the next opened chain.  */
+static unsigned current_id;
+
+/* A mapping of unique id numbers to chains.  */
+static VEC(du_head_p, heap) *id_to_chain;
+
+/* List of currently open chains.  */
+static struct du_head *open_chains;
+
+/* Bitmap of open chains.  The bits set always match the list found in
+   open_chains.  */
+static bitmap_head open_chains_set;
+
+/* Record the registers being tracked in open_chains.  */
+static HARD_REG_SET live_in_chains;
+
+/* Record the registers that are live but not tracked.  The intersection
+   between this and live_in_chains is empty.  */
+static HARD_REG_SET live_hard_regs;
+
+/* Set while scanning RTL if INSN_RR is nonnull, i.e. if the current analysis
+   is for a caller that requires operand data.  Used in
+   record_operand_use.  */
+static operand_rr_info *cur_operand;
+
+/* Return the chain corresponding to id number ID.  Take into account that
+   chains may have been merged.  */
+du_head_p
+regrename_chain_from_id (unsigned int id)
+{
+  du_head_p first_chain = VEC_index (du_head_p, id_to_chain, id);
+  du_head_p chain = first_chain;
+  while (chain->id != id)
+    {
+      id = chain->id;
+      chain = VEC_index (du_head_p, id_to_chain, id);
+    }
+  first_chain->id = id;
+  return chain;
+}
+
+/* Dump all def/use chains, starting at id FROM.  */
 
 static void
-note_sets (rtx x, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
+dump_def_use_chain (int from)
 {
-  HARD_REG_SET *pset = (HARD_REG_SET *) data;
+  du_head_p head;
+  int i;
+  FOR_EACH_VEC_ELT_FROM (du_head_p, id_to_chain, i, head, from)
+    {
+      struct du_chain *this_du = head->first;
 
-  if (GET_CODE (x) == SUBREG)
-    x = SUBREG_REG (x);
-  if (!REG_P (x))
+      fprintf (dump_file, "Register %s (%d):",
+              reg_names[head->regno], head->nregs);
+      while (this_du)
+       {
+         fprintf (dump_file, " %d [%s]", INSN_UID (this_du->insn),
+                  reg_class_names[this_du->cl]);
+         this_du = this_du->next_use;
+       }
+      fprintf (dump_file, "\n");
+      head = head->next_chain;
+    }
+}
+
+static void
+free_chain_data (void)
+{
+  int i;
+  du_head_p ptr;
+  for (i = 0; VEC_iterate(du_head_p, id_to_chain, i, ptr); i++)
+    bitmap_clear (&ptr->conflicts);
+
+  VEC_free (du_head_p, heap, id_to_chain);
+}
+
+/* Walk all chains starting with CHAINS and record that they conflict with
+   another chain whose id is ID.  */
+
+static void
+mark_conflict (struct du_head *chains, unsigned id)
+{
+  while (chains)
+    {
+      bitmap_set_bit (&chains->conflicts, id);
+      chains = chains->next_chain;
+    }
+}
+
+/* Examine cur_operand, and if it is nonnull, record information about the
+   use THIS_DU which is part of the chain HEAD.  */
+
+static void
+record_operand_use (struct du_head *head, struct du_chain *this_du)
+{
+  if (cur_operand == NULL)
     return;
-  /* There must not be pseudos at this point.  */
-  gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
-  add_to_hard_reg_set (pset, GET_MODE (x), REGNO (x));
+  gcc_assert (cur_operand->n_chains < MAX_REGS_PER_ADDRESS);
+  cur_operand->heads[cur_operand->n_chains] = head;
+  cur_operand->chains[cur_operand->n_chains++] = this_du;
 }
 
-/* Clear all registers from *PSET for which a note of kind KIND can be found
-   in the list NOTES.  */
+/* Create a new chain for THIS_NREGS registers starting at THIS_REGNO,
+   and record its occurrence in *LOC, which is being written to in INSN.
+   This access requires a register of class CL.  */
+
+static du_head_p
+create_new_chain (unsigned this_regno, unsigned this_nregs, rtx *loc,
+                 rtx insn, enum reg_class cl)
+{
+  struct du_head *head = XOBNEW (&rename_obstack, struct du_head);
+  struct du_chain *this_du;
+  int nregs;
+
+  head->next_chain = open_chains;
+  head->regno = this_regno;
+  head->nregs = this_nregs;
+  head->need_caller_save_reg = 0;
+  head->cannot_rename = 0;
+
+  VEC_safe_push (du_head_p, heap, id_to_chain, head);
+  head->id = current_id++;
+
+  bitmap_initialize (&head->conflicts, &bitmap_default_obstack);
+  bitmap_copy (&head->conflicts, &open_chains_set);
+  mark_conflict (open_chains, head->id);
+
+  /* Since we're tracking this as a chain now, remove it from the
+     list of conflicting live hard registers and track it in
+     live_in_chains instead.  */
+  nregs = head->nregs;
+  while (nregs-- > 0)
+    {
+      SET_HARD_REG_BIT (live_in_chains, head->regno + nregs);
+      CLEAR_HARD_REG_BIT (live_hard_regs, head->regno + nregs);
+    }
+
+  COPY_HARD_REG_SET (head->hard_conflicts, live_hard_regs);
+  bitmap_set_bit (&open_chains_set, head->id);
+
+  open_chains = head;
+
+  if (dump_file)
+    {
+      fprintf (dump_file, "Creating chain %s (%d)",
+              reg_names[head->regno], head->id);
+      if (insn != NULL_RTX)
+       fprintf (dump_file, " at insn %d", INSN_UID (insn));
+      fprintf (dump_file, "\n");
+    }
+
+  if (insn == NULL_RTX)
+    {
+      head->first = head->last = NULL;
+      return head;
+    }
+
+  this_du = XOBNEW (&rename_obstack, struct du_chain);
+  head->first = head->last = this_du;
+
+  this_du->next_use = 0;
+  this_du->loc = loc;
+  this_du->insn = insn;
+  this_du->cl = cl;
+  record_operand_use (head, this_du);
+  return head;
+}
+
+/* For a def-use chain HEAD, find which registers overlap its lifetime and
+   set the corresponding bits in *PSET.  */
 
 static void
-clear_dead_regs (HARD_REG_SET *pset, enum reg_note kind, rtx notes)
+merge_overlapping_regs (HARD_REG_SET *pset, struct du_head *head)
 {
-  rtx note;
-  for (note = notes; note; note = XEXP (note, 1))
-    if (REG_NOTE_KIND (note) == kind && REG_P (XEXP (note, 0)))
-      {
-       rtx reg = XEXP (note, 0);
-       /* There must not be pseudos at this point.  */
-       gcc_assert (HARD_REGISTER_P (reg));
-       remove_from_hard_reg_set (pset, GET_MODE (reg), REGNO (reg));
-      }
+  bitmap_iterator bi;
+  unsigned i;
+  IOR_HARD_REG_SET (*pset, head->hard_conflicts);
+  EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&head->conflicts, 0, i, bi)
+    {
+      du_head_p other = regrename_chain_from_id (i);
+      unsigned j = other->nregs;
+      gcc_assert (other != head);
+      while (j-- > 0)
+       SET_HARD_REG_BIT (*pset, other->regno + j);
+    }
+}
+
+/* Check if NEW_REG can be the candidate register to rename for
+   REG in THIS_HEAD chain.  THIS_UNAVAILABLE is a set of unavailable hard
+   registers.  */
+
+static bool
+check_new_reg_p (int reg ATTRIBUTE_UNUSED, int new_reg,
+                struct du_head *this_head, HARD_REG_SET this_unavailable)
+{
+  enum machine_mode mode = GET_MODE (*this_head->first->loc);
+  int nregs = hard_regno_nregs[new_reg][mode];
+  int i;
+  struct du_chain *tmp;
+
+  for (i = nregs - 1; i >= 0; --i)
+    if (TEST_HARD_REG_BIT (this_unavailable, new_reg + i)
+       || fixed_regs[new_reg + i]
+       || global_regs[new_reg + i]
+       /* Can't use regs which aren't saved by the prologue.  */
+       || (! df_regs_ever_live_p (new_reg + i)
+           && ! call_used_regs[new_reg + i])
+#ifdef LEAF_REGISTERS
+       /* We can't use a non-leaf register if we're in a
+          leaf function.  */
+       || (current_function_is_leaf
+           && !LEAF_REGISTERS[new_reg + i])
+#endif
+#ifdef HARD_REGNO_RENAME_OK
+       || ! HARD_REGNO_RENAME_OK (reg + i, new_reg + i)
+#endif
+       )
+      return false;
+
+  /* See whether it accepts all modes that occur in
+     definition and uses.  */
+  for (tmp = this_head->first; tmp; tmp = tmp->next_use)
+    if ((! HARD_REGNO_MODE_OK (new_reg, GET_MODE (*tmp->loc))
+        && ! DEBUG_INSN_P (tmp->insn))
+       || (this_head->need_caller_save_reg
+           && ! (HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED
+                 (reg, GET_MODE (*tmp->loc)))
+           && (HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED
+               (new_reg, GET_MODE (*tmp->loc)))))
+      return false;
+
+  return true;
 }
 
-/* For a def-use chain HEAD in basic block B, find which registers overlap
-   its lifetime and set the corresponding bits in *PSET.  */
+/* For the chain THIS_HEAD, compute and return the best register to
+   rename to.  SUPER_CLASS is the superunion of register classes in
+   the chain.  UNAVAILABLE is a set of registers that cannot be used.
+   OLD_REG is the register currently used for the chain.  */
 
+int
+find_best_rename_reg (du_head_p this_head, enum reg_class super_class,
+                     HARD_REG_SET *unavailable, int old_reg)
+{
+  bool has_preferred_class;
+  enum reg_class preferred_class;
+  int pass;
+  int best_new_reg = old_reg;
+
+  /* Further narrow the set of registers we can use for renaming.
+     If the chain needs a call-saved register, mark the call-used
+     registers as unavailable.  */
+  if (this_head->need_caller_save_reg)
+    IOR_HARD_REG_SET (*unavailable, call_used_reg_set);
+
+  /* Mark registers that overlap this chain's lifetime as unavailable.  */
+  merge_overlapping_regs (unavailable, this_head);
+
+  /* Compute preferred rename class of super union of all the classes
+     in the chain.  */
+  preferred_class
+    = (enum reg_class) targetm.preferred_rename_class (super_class);
+
+  /* If PREFERRED_CLASS is not NO_REGS, we iterate in the first pass
+     over registers that belong to PREFERRED_CLASS and try to find the
+     best register within the class.  If that failed, we iterate in
+     the second pass over registers that don't belong to the class.
+     If PREFERRED_CLASS is NO_REGS, we iterate over all registers in
+     ascending order without any preference.  */
+  has_preferred_class = (preferred_class != NO_REGS);
+  for (pass = (has_preferred_class ? 0 : 1); pass < 2; pass++)
+    {
+      int new_reg;
+      for (new_reg = 0; new_reg < FIRST_PSEUDO_REGISTER; new_reg++)
+       {
+         if (has_preferred_class
+             && (pass == 0)
+             != TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[preferred_class],
+                                   new_reg))
+           continue;
+
+         /* In the first pass, we force the renaming of registers that
+            don't belong to PREFERRED_CLASS to registers that do, even
+            though the latters were used not very long ago.  */
+         if (check_new_reg_p (old_reg, new_reg, this_head,
+                              *unavailable)
+             && ((pass == 0
+                  && !TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[preferred_class],
+                                         best_new_reg))
+                 || tick[best_new_reg] > tick[new_reg]))
+           best_new_reg = new_reg;
+       }
+      if (pass == 0 && best_new_reg != old_reg)
+       break;
+    }
+  return best_new_reg;
+}
+
+/* Perform register renaming on the current function.  */
 static void
-merge_overlapping_regs (basic_block b, HARD_REG_SET *pset,
-                       struct du_head *head)
+rename_chains (void)
 {
-  struct du_chain *t;
-  rtx insn;
-  HARD_REG_SET live;
+  HARD_REG_SET unavailable;
+  du_head_p this_head;
+  int i;
+
+  memset (tick, 0, sizeof tick);
+
+  CLEAR_HARD_REG_SET (unavailable);
+  /* Don't clobber traceback for noreturn functions.  */
+  if (frame_pointer_needed)
+    {
+      add_to_hard_reg_set (&unavailable, Pmode, FRAME_POINTER_REGNUM);
+#if !HARD_FRAME_POINTER_IS_FRAME_POINTER
+      add_to_hard_reg_set (&unavailable, Pmode, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
+#endif
+    }
+
+  FOR_EACH_VEC_ELT (du_head_p, id_to_chain, i, this_head)
+    {
+      int best_new_reg;
+      int n_uses;
+      struct du_chain *tmp;
+      HARD_REG_SET this_unavailable;
+      int reg = this_head->regno;
+      enum reg_class super_class = NO_REGS;
+
+      if (this_head->cannot_rename)
+       continue;
+
+      if (fixed_regs[reg] || global_regs[reg]
+#if !HARD_FRAME_POINTER_IS_FRAME_POINTER
+         || (frame_pointer_needed && reg == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
+#else
+         || (frame_pointer_needed && reg == FRAME_POINTER_REGNUM)
+#endif
+         )
+       continue;
+
+      COPY_HARD_REG_SET (this_unavailable, unavailable);
+
+      /* Iterate over elements in the chain in order to:
+        1. Count number of uses, and narrow the set of registers we can
+           use for renaming.
+        2. Compute the superunion of register classes in this chain.  */
+      n_uses = 0;
+      super_class = NO_REGS;
+      for (tmp = this_head->first; tmp; tmp = tmp->next_use)
+       {
+         if (DEBUG_INSN_P (tmp->insn))
+           continue;
+         n_uses++;
+         IOR_COMPL_HARD_REG_SET (this_unavailable,
+                                 reg_class_contents[tmp->cl]);
+         super_class
+           = reg_class_superunion[(int) super_class][(int) tmp->cl];
+       }
+
+      if (n_uses < 2)
+       continue;
+
+      best_new_reg = find_best_rename_reg (this_head, super_class,
+                                          &this_unavailable, reg);
+
+      if (dump_file)
+       {
+         fprintf (dump_file, "Register %s in insn %d",
+                  reg_names[reg], INSN_UID (this_head->first->insn));
+         if (this_head->need_caller_save_reg)
+           fprintf (dump_file, " crosses a call");
+       }
+
+      if (best_new_reg == reg)
+       {
+         tick[reg] = ++this_tick;
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file, "; no available better choice\n");
+         continue;
+       }
+
+      if (dump_file)
+       fprintf (dump_file, ", renamed as %s\n", reg_names[best_new_reg]);
+
+      regrename_do_replace (this_head, best_new_reg);
+      tick[best_new_reg] = ++this_tick;
+      df_set_regs_ever_live (best_new_reg, true);
+    }
+}
+
+/* A structure to record information for each hard register at the start of
+   a basic block.  */
+struct incoming_reg_info {
+  /* Holds the number of registers used in the chain that gave us information
+     about this register.  Zero means no information known yet, while a
+     negative value is used for something that is part of, but not the first
+     register in a multi-register value.  */
+  int nregs;
+  /* Set to true if we have accesses that conflict in the number of registers
+     used.  */
+  bool unusable;
+};
+
+/* A structure recording information about each basic block.  It is saved
+   and restored around basic block boundaries.
+   A pointer to such a structure is stored in each basic block's aux field
+   during regrename_analyze, except for blocks we know can't be optimized
+   (such as entry and exit blocks).  */
+struct bb_rename_info
+{
+  /* The basic block corresponding to this structure.  */
+  basic_block bb;
+  /* Copies of the global information.  */
+  bitmap_head open_chains_set;
+  bitmap_head incoming_open_chains_set;
+  struct incoming_reg_info incoming[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
+};
+
+/* Initialize a rename_info structure P for basic block BB, which starts a new
+   scan.  */
+static void
+init_rename_info (struct bb_rename_info *p, basic_block bb)
+{
+  int i;
   df_ref *def_rec;
+  HARD_REG_SET start_chains_set;
+
+  p->bb = bb;
+  bitmap_initialize (&p->open_chains_set, &bitmap_default_obstack);
+  bitmap_initialize (&p->incoming_open_chains_set, &bitmap_default_obstack);
 
-  REG_SET_TO_HARD_REG_SET (live, df_get_live_in (b));
-  for (def_rec = df_get_artificial_defs (b->index); *def_rec; def_rec++)
+  open_chains = NULL;
+  bitmap_clear (&open_chains_set);
+
+  CLEAR_HARD_REG_SET (live_in_chains);
+  REG_SET_TO_HARD_REG_SET (live_hard_regs, df_get_live_in (bb));
+  for (def_rec = df_get_artificial_defs (bb->index); *def_rec; def_rec++)
     {
       df_ref def = *def_rec;
       if (DF_REF_FLAGS (def) & DF_REF_AT_TOP)
-       SET_HARD_REG_BIT (live, DF_REF_REGNO (def));
+       SET_HARD_REG_BIT (live_hard_regs, DF_REF_REGNO (def));
     }
 
-  t = head->first;
-  insn = BB_HEAD (b);
-  while (t)
+  /* Open chains based on information from (at least one) predecessor
+     block.  This gives us a chance later on to combine chains across
+     basic block boundaries.  Inconsistencies (in access sizes) will
+     be caught normally and dealt with conservatively by disabling the
+     chain for renaming, and there is no risk of losing optimization
+     opportunities by opening chains either: if we did not open the
+     chains, we'd have to track the live register as a hard reg, and
+     we'd be unable to rename it in any case.  */
+  CLEAR_HARD_REG_SET (start_chains_set);
+  for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
     {
-      /* Search forward until the next reference to the register to be
-        renamed.  */
-      while (insn != t->insn)
+      struct incoming_reg_info *iri = p->incoming + i;
+      if (iri->nregs > 0 && !iri->unusable
+         && range_in_hard_reg_set_p (live_hard_regs, i, iri->nregs))
        {
-         if (INSN_P (insn))
-           {
-             clear_dead_regs (&live, REG_DEAD, REG_NOTES (insn));
-             note_stores (PATTERN (insn), note_sets, (void *) &live);
-             /* Only record currently live regs if we are inside the
-                reg's live range.  */
-             if (t != head->first)
-               IOR_HARD_REG_SET (*pset, live);
-             clear_dead_regs (&live, REG_UNUSED, REG_NOTES (insn));
-           }
-         insn = NEXT_INSN (insn);
+         SET_HARD_REG_BIT (start_chains_set, i);
+         remove_range_from_hard_reg_set (&live_hard_regs, i, iri->nregs);
        }
+    }
+  for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
+    {
+      struct incoming_reg_info *iri = p->incoming + i;
+      if (TEST_HARD_REG_BIT (start_chains_set, i))
+       {
+         du_head_p chain;
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file, "opening incoming chain\n");
+         chain = create_new_chain (i, iri->nregs, NULL, NULL_RTX, NO_REGS);
+         bitmap_set_bit (&p->incoming_open_chains_set, chain->id);
+       }
+    }
+}
+
+/* Record in RI that the block corresponding to it has an incoming
+   live value, described by CHAIN.  */
+static void
+set_incoming_from_chain (struct bb_rename_info *ri, du_head_p chain)
+{
+  int i;
+  int incoming_nregs = ri->incoming[chain->regno].nregs;
+  int nregs;
+
+  /* If we've recorded the same information before, everything is fine.  */
+  if (incoming_nregs == chain->nregs)
+    {
+      if (dump_file)
+       fprintf (dump_file, "reg %d/%d already recorded\n",
+                chain->regno, chain->nregs);
+      return;
+    }
+
+  /* If we have no information for any of the involved registers, update
+     the incoming array.  */
+  nregs = chain->nregs;
+  while (nregs-- > 0)
+    if (ri->incoming[chain->regno + nregs].nregs != 0
+       || ri->incoming[chain->regno + nregs].unusable)
+      break;
+  if (nregs < 0)
+    {
+      nregs = chain->nregs;
+      ri->incoming[chain->regno].nregs = nregs;
+      while (nregs-- > 1)
+       ri->incoming[chain->regno + nregs].nregs = -nregs;
+      if (dump_file)
+       fprintf (dump_file, "recorded reg %d/%d\n",
+                chain->regno, chain->nregs);
+      return;
+    }
 
-      IOR_HARD_REG_SET (*pset, live);
+  /* There must be some kind of conflict.  Prevent both the old and
+     new ranges from being used.  */
+  if (incoming_nregs < 0)
+    ri->incoming[chain->regno + incoming_nregs].unusable = true;
+  for (i = 0; i < chain->nregs; i++)
+    ri->incoming[chain->regno + i].unusable = true;
+}
 
-      /* For the last reference, also merge in all registers set in the
-        same insn.
-        @@@ We only have take earlyclobbered sets into account.  */
-      if (! t->next_use)
-       note_stores (PATTERN (insn), note_sets, (void *) pset);
+/* Merge the two chains C1 and C2 so that all conflict information is
+   recorded and C1, and the id of C2 is changed to that of C1.  */
+static void
+merge_chains (du_head_p c1, du_head_p c2)
+{
+  if (c1 == c2)
+    return;
 
-      t = t->next_use;
+  if (c2->first != NULL)
+    {
+      if (c1->first == NULL)
+       c1->first = c2->first;
+      else
+       c1->last->next_use = c2->first;
+      c1->last = c2->last;
     }
+
+  c2->first = c2->last = NULL;
+  c2->id = c1->id;
+
+  IOR_HARD_REG_SET (c1->hard_conflicts, c2->hard_conflicts);
+  bitmap_ior_into (&c1->conflicts, &c2->conflicts);
+
+  c1->need_caller_save_reg |= c2->need_caller_save_reg;
+  c1->cannot_rename |= c2->cannot_rename;
 }
 
-/* Perform register renaming on the current function.  */
+/* Analyze the current function and build chains for renaming.  */
 
-static unsigned int
-regrename_optimize (void)
+void
+regrename_analyze (bitmap bb_mask)
 {
-  int tick[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
-  int this_tick = 0;
+  struct bb_rename_info *rename_info;
+  int i;
   basic_block bb;
-  char *first_obj;
+  int n_bbs;
+  int *inverse_postorder;
 
-  df_set_flags (DF_LR_RUN_DCE);
-  df_note_add_problem ();
-  df_analyze ();
-  df_set_flags (DF_DEFER_INSN_RESCAN);
+  inverse_postorder = XNEWVEC (int, last_basic_block);
+  n_bbs = pre_and_rev_post_order_compute (NULL, inverse_postorder, false);
 
-  memset (tick, 0, sizeof tick);
+  /* Gather some information about the blocks in this function.  */
+  rename_info = XCNEWVEC (struct bb_rename_info, n_basic_blocks);
+  i = 0;
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      struct bb_rename_info *ri = rename_info + i;
+      ri->bb = bb;
+      if (bb_mask != NULL && !bitmap_bit_p (bb_mask, bb->index))
+       bb->aux = NULL;
+      else
+       bb->aux = ri;
+      i++;
+    }
 
-  gcc_obstack_init (&rename_obstack);
-  first_obj = XOBNEWVAR (&rename_obstack, char, 0);
+  current_id = 0;
+  id_to_chain = VEC_alloc (du_head_p, heap, 0);
+  bitmap_initialize (&open_chains_set, &bitmap_default_obstack);
 
-  FOR_EACH_BB (bb)
+  /* The order in which we visit blocks ensures that whenever
+     possible, we only process a block after at least one of its
+     predecessors, which provides a "seeding" effect to make the logic
+     in set_incoming_from_chain and init_rename_info useful.  */
+
+  for (i = 0; i < n_bbs; i++)
     {
-      struct du_head *all_chains = 0;
-      HARD_REG_SET unavailable;
-      HARD_REG_SET regs_seen;
+      basic_block bb1 = BASIC_BLOCK (inverse_postorder[i]);
+      struct bb_rename_info *this_info;
+      bool success;
+      edge e;
+      edge_iterator ei;
+      int old_length = VEC_length (du_head_p, id_to_chain);
 
-      CLEAR_HARD_REG_SET (unavailable);
+      this_info = (struct bb_rename_info *) bb1->aux;
+      if (this_info == NULL)
+       continue;
 
       if (dump_file)
-       fprintf (dump_file, "\nBasic block %d:\n", bb->index);
+       fprintf (dump_file, "\nprocessing block %d:\n", bb1->index);
+
+      init_rename_info (this_info, bb1);
 
-      all_chains = build_def_use (bb);
+      success = build_def_use (bb1);
+      if (!success)
+       {
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file, "failed\n");
+         bb1->aux = NULL;
+         VEC_truncate (du_head_p, id_to_chain, old_length);
+         current_id = old_length;
+         bitmap_clear (&this_info->incoming_open_chains_set);
+         open_chains = NULL;
+         if (insn_rr != NULL)
+           {
+             rtx insn;
+             FOR_BB_INSNS (bb1, insn)
+               {
+                 insn_rr_info *p = VEC_index (insn_rr_info, insn_rr,
+                                              INSN_UID (insn));
+                 p->op_info = NULL;
+               }
+           }
+         continue;
+       }
 
       if (dump_file)
-       dump_def_use_chain (all_chains);
+       dump_def_use_chain (old_length);
+      bitmap_copy (&this_info->open_chains_set, &open_chains_set);
 
-      CLEAR_HARD_REG_SET (unavailable);
-      /* Don't clobber traceback for noreturn functions.  */
-      if (frame_pointer_needed)
+      /* Add successor blocks to the worklist if necessary, and record
+        data about our own open chains at the end of this block, which
+        will be used to pre-open chains when processing the successors.  */
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb1->succs)
        {
-         add_to_hard_reg_set (&unavailable, Pmode, FRAME_POINTER_REGNUM);
-#if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
-         add_to_hard_reg_set (&unavailable, Pmode, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
-#endif
+         struct bb_rename_info *dest_ri;
+         struct du_head *chain;
+
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file, "successor block %d\n", e->dest->index);
+
+         if (e->flags & (EDGE_EH | EDGE_ABNORMAL))
+           continue;
+         dest_ri = (struct bb_rename_info *)e->dest->aux;
+         if (dest_ri == NULL)
+           continue;
+         for (chain = open_chains; chain; chain = chain->next_chain)
+           set_incoming_from_chain (dest_ri, chain);
        }
+    }
 
-      CLEAR_HARD_REG_SET (regs_seen);
-      while (all_chains)
-       {
-         int new_reg, best_new_reg;
-         int n_uses;
-         struct du_head *this_head = all_chains;
-         struct du_chain *tmp;
-         HARD_REG_SET this_unavailable;
-         int reg = this_head->regno;
-         int i;
+  free (inverse_postorder);
 
-         all_chains = this_head->next_chain;
+  /* Now, combine the chains data we have gathered across basic block
+     boundaries.
 
-         best_new_reg = reg;
+     For every basic block, there may be chains open at the start, or at the
+     end.  Rather than exclude them from renaming, we look for open chains
+     with matching registers at the other side of the CFG edge.
 
-#if 0 /* This just disables optimization opportunities.  */
-         /* Only rename once we've seen the reg more than once.  */
-         if (! TEST_HARD_REG_BIT (regs_seen, reg))
-           {
-             SET_HARD_REG_BIT (regs_seen, reg);
-             continue;
-           }
-#endif
+     For a given chain using register R, open at the start of block B, we
+     must find an open chain using R on the other side of every edge leading
+     to B, if the register is live across this edge.  In the code below,
+     N_PREDS_USED counts the number of edges where the register is live, and
+     N_PREDS_JOINED counts those where we found an appropriate chain for
+     joining.
 
-         if (fixed_regs[reg] || global_regs[reg]
-#if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
-             || (frame_pointer_needed && reg == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
-#else
-             || (frame_pointer_needed && reg == FRAME_POINTER_REGNUM)
-#endif
-             )
-           continue;
+     We perform the analysis for both incoming and outgoing edges, but we
+     only need to merge once (in the second part, after verifying outgoing
+     edges).  */
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      struct bb_rename_info *bb_ri = (struct bb_rename_info *) bb->aux;
+      unsigned j;
+      bitmap_iterator bi;
+
+      if (bb_ri == NULL)
+       continue;
 
-         COPY_HARD_REG_SET (this_unavailable, unavailable);
+      if (dump_file)
+       fprintf (dump_file, "processing bb %d in edges\n", bb->index);
+
+      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&bb_ri->incoming_open_chains_set, 0, j, bi)
+       {
+         edge e;
+         edge_iterator ei;
+         struct du_head *chain = regrename_chain_from_id (j);
+         int n_preds_used = 0, n_preds_joined = 0;
 
-         /* Count number of uses, and narrow the set of registers we can
-            use for renaming.  */
-         n_uses = 0;
-         for (tmp = this_head->first; tmp; tmp = tmp->next_use)
+         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
            {
-             if (DEBUG_INSN_P (tmp->insn))
+             struct bb_rename_info *src_ri;
+             unsigned k;
+             bitmap_iterator bi2;
+             HARD_REG_SET live;
+             bool success = false;
+
+             REG_SET_TO_HARD_REG_SET (live, df_get_live_out (e->src));
+             if (!range_overlaps_hard_reg_set_p (live, chain->regno,
+                                                 chain->nregs))
+               continue;
+             n_preds_used++;
+
+             if (e->flags & (EDGE_EH | EDGE_ABNORMAL))
+               continue;
+
+             src_ri = (struct bb_rename_info *)e->src->aux;
+             if (src_ri == NULL)
                continue;
-             n_uses++;
-             IOR_COMPL_HARD_REG_SET (this_unavailable,
-                                     reg_class_contents[tmp->cl]);
+
+             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&src_ri->open_chains_set,
+                                       0, k, bi2)
+               {
+                 struct du_head *outgoing_chain = regrename_chain_from_id (k);
+
+                 if (outgoing_chain->regno == chain->regno
+                     && outgoing_chain->nregs == chain->nregs)
+                   {
+                     n_preds_joined++;
+                     success = true;
+                     break;
+                   }
+               }
+             if (!success && dump_file)
+               fprintf (dump_file, "failure to match with pred block %d\n",
+                        e->src->index);
            }
+         if (n_preds_joined < n_preds_used)
+           {
+             if (dump_file)
+               fprintf (dump_file, "cannot rename chain %d\n", j);
+             chain->cannot_rename = 1;
+           }
+       }
+    }
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    {
+      struct bb_rename_info *bb_ri = (struct bb_rename_info *) bb->aux;
+      unsigned j;
+      bitmap_iterator bi;
 
-         if (n_uses < 2)
-           continue;
+      if (bb_ri == NULL)
+       continue;
 
-         if (this_head->need_caller_save_reg)
-           IOR_HARD_REG_SET (this_unavailable, call_used_reg_set);
+      if (dump_file)
+       fprintf (dump_file, "processing bb %d out edges\n", bb->index);
 
-         merge_overlapping_regs (bb, &this_unavailable, this_head);
+      EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&bb_ri->open_chains_set, 0, j, bi)
+       {
+         edge e;
+         edge_iterator ei;
+         struct du_head *chain = regrename_chain_from_id (j);
+         int n_succs_used = 0, n_succs_joined = 0;
 
-         /* Now potential_regs is a reasonable approximation, let's
-            have a closer look at each register still in there.  */
-         for (new_reg = 0; new_reg < FIRST_PSEUDO_REGISTER; new_reg++)
+         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
            {
-             enum machine_mode mode = GET_MODE (*this_head->first->loc);
-             int nregs = hard_regno_nregs[new_reg][mode];
-
-             for (i = nregs - 1; i >= 0; --i)
-               if (TEST_HARD_REG_BIT (this_unavailable, new_reg + i)
-                   || fixed_regs[new_reg + i]
-                   || global_regs[new_reg + i]
-                   /* Can't use regs which aren't saved by the prologue.  */
-                   || (! df_regs_ever_live_p (new_reg + i)
-                       && ! call_used_regs[new_reg + i])
-#ifdef LEAF_REGISTERS
-                   /* We can't use a non-leaf register if we're in a
-                      leaf function.  */
-                   || (current_function_is_leaf
-                       && !LEAF_REGISTERS[new_reg + i])
-#endif
-#ifdef HARD_REGNO_RENAME_OK
-                   || ! HARD_REGNO_RENAME_OK (reg + i, new_reg + i)
-#endif
-                   )
-                 break;
-             if (i >= 0)
+             bool printed = false;
+             struct bb_rename_info *dest_ri;
+             unsigned k;
+             bitmap_iterator bi2;
+             HARD_REG_SET live;
+
+             REG_SET_TO_HARD_REG_SET (live, df_get_live_in (e->dest));
+             if (!range_overlaps_hard_reg_set_p (live, chain->regno,
+                                                 chain->nregs))
                continue;
+             
+             n_succs_used++;
 
-             /* See whether it accepts all modes that occur in
-                definition and uses.  */
-             for (tmp = this_head->first; tmp; tmp = tmp->next_use)
-               if ((! HARD_REGNO_MODE_OK (new_reg, GET_MODE (*tmp->loc))
-                    && ! DEBUG_INSN_P (tmp->insn))
-                   || (this_head->need_caller_save_reg
-                       && ! (HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED
-                             (reg, GET_MODE (*tmp->loc)))
-                       && (HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED
-                           (new_reg, GET_MODE (*tmp->loc)))))
-                 break;
-             if (! tmp)
+             dest_ri = (struct bb_rename_info *)e->dest->aux;
+             if (dest_ri == NULL)
+               continue;
+
+             EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&dest_ri->incoming_open_chains_set,
+                                       0, k, bi2)
                {
-                 if (tick[best_new_reg] > tick[new_reg])
-                   best_new_reg = new_reg;
+                 struct du_head *incoming_chain = regrename_chain_from_id (k);
+
+                 if (incoming_chain->regno == chain->regno
+                     && incoming_chain->nregs == chain->nregs)
+                   {
+                     if (dump_file)
+                       {
+                         if (!printed)
+                           fprintf (dump_file,
+                                    "merging blocks for edge %d -> %d\n",
+                                    e->src->index, e->dest->index);
+                         printed = true;
+                         fprintf (dump_file,
+                                  "  merging chains %d (->%d) and %d (->%d) [%s]\n",
+                                  k, incoming_chain->id, j, chain->id, 
+                                  reg_names[incoming_chain->regno]);
+                       }
+
+                     merge_chains (chain, incoming_chain);
+                     n_succs_joined++;
+                     break;
+                   }
                }
            }
-
-         if (dump_file)
-           {
-             fprintf (dump_file, "Register %s in insn %d",
-                      reg_names[reg], INSN_UID (this_head->first->insn));
-             if (this_head->need_caller_save_reg)
-               fprintf (dump_file, " crosses a call");
-           }
-
-         if (best_new_reg == reg)
+         if (n_succs_joined < n_succs_used)
            {
-             tick[reg] = ++this_tick;
              if (dump_file)
-               fprintf (dump_file, "; no available better choice\n");
-             continue;
+               fprintf (dump_file, "cannot rename chain %d\n",
+                        j);
+             chain->cannot_rename = 1;
            }
-
-         if (dump_file)
-           fprintf (dump_file, ", renamed as %s\n", reg_names[best_new_reg]);
-
-         do_replace (this_head, best_new_reg);
-         tick[best_new_reg] = ++this_tick;
-         df_set_regs_ever_live (best_new_reg, true);
        }
-
-      obstack_free (&rename_obstack, first_obj);
     }
 
-  obstack_free (&rename_obstack, NULL);
-
-  if (dump_file)
-    fputc ('\n', dump_file);
+  free (rename_info);
 
-  return 0;
+  FOR_EACH_BB (bb)
+    bb->aux = NULL;
 }
 
-static void
-do_replace (struct du_head *head, int reg)
+void
+regrename_do_replace (struct du_head *head, int reg)
 {
   struct du_chain *chain;
   unsigned int base_regno = head->regno;
-
-  gcc_assert (! DEBUG_INSN_P (head->first->insn));
+  enum machine_mode mode;
 
   for (chain = head->first; chain; chain = chain->next_use)
     {
@@ -400,66 +944,101 @@ do_replace (struct du_head *head, int reg)
        INSN_VAR_LOCATION_LOC (chain->insn) = gen_rtx_UNKNOWN_VAR_LOC ();
       else
        {
-         rtx note;
-
          *chain->loc = gen_raw_REG (GET_MODE (*chain->loc), reg);
          if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
            ORIGINAL_REGNO (*chain->loc) = regno;
          REG_ATTRS (*chain->loc) = attr;
          REG_POINTER (*chain->loc) = reg_ptr;
-
-         for (note = REG_NOTES (chain->insn); note; note = XEXP (note, 1))
-           {
-             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD 
-                 || REG_NOTE_KIND (note) == REG_UNUSED)
-               {
-                 rtx reg = XEXP (note, 0);
-                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (reg));
-                 
-                 if (REGNO (reg) == base_regno) 
-                   XEXP (note, 0) = *chain->loc;
-               }
-           }
        }
 
       df_insn_rescan (chain->insn);
     }
+
+  mode = GET_MODE (*head->first->loc);
+  head->regno = reg;
+  head->nregs = hard_regno_nregs[reg][mode];
 }
 
 
-static struct du_head *open_chains;
-static struct du_head *closed_chains;
+/* True if we found a register with a size mismatch, which means that we
+   can't track its lifetime accurately.  If so, we abort the current block
+   without renaming.  */
+static bool fail_current_block;
+
+/* Return true if OP is a reg for which all bits are set in PSET, false
+   if all bits are clear.
+   In other cases, set fail_current_block and return false.  */
+
+static bool
+verify_reg_in_set (rtx op, HARD_REG_SET *pset)
+{
+  unsigned regno, nregs;
+  bool all_live, all_dead;
+  if (!REG_P (op))
+    return false;
+
+  regno = REGNO (op);
+  nregs = hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (op)];
+  all_live = all_dead = true;
+  while (nregs-- > 0)
+    if (TEST_HARD_REG_BIT (*pset, regno + nregs))
+      all_dead = false;
+    else
+      all_live = false;
+  if (!all_dead && !all_live)
+    {
+      fail_current_block = true;
+      return false;
+    }
+  return all_live;
+}
+
+/* Return true if OP is a reg that is being tracked already in some form.
+   May set fail_current_block if it sees an unhandled case of overlap.  */
+
+static bool
+verify_reg_tracked (rtx op)
+{
+  return (verify_reg_in_set (op, &live_hard_regs)
+         || verify_reg_in_set (op, &live_in_chains));
+}
+
+/* Called through note_stores.  DATA points to a rtx_code, either SET or
+   CLOBBER, which tells us which kind of rtx to look at.  If we have a
+   match, record the set register in live_hard_regs and in the hard_conflicts
+   bitmap of open chains.  */
 
 static void
-scan_rtx_reg (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
-             enum scan_actions action, enum op_type type, int earlyclobber)
+note_sets_clobbers (rtx x, const_rtx set, void *data)
+{
+  enum rtx_code code = *(enum rtx_code *)data;
+  struct du_head *chain;
+
+  if (GET_CODE (x) == SUBREG)
+    x = SUBREG_REG (x);
+  if (!REG_P (x) || GET_CODE (set) != code)
+    return;
+  /* There must not be pseudos at this point.  */
+  gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
+  add_to_hard_reg_set (&live_hard_regs, GET_MODE (x), REGNO (x));
+  for (chain = open_chains; chain; chain = chain->next_chain)
+    add_to_hard_reg_set (&chain->hard_conflicts, GET_MODE (x), REGNO (x));
+}
+
+static void
+scan_rtx_reg (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl, enum scan_actions action,
+             enum op_type type)
 {
   struct du_head **p;
   rtx x = *loc;
   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
   unsigned this_regno = REGNO (x);
-  unsigned this_nregs = hard_regno_nregs[this_regno][mode];
+  int this_nregs = hard_regno_nregs[this_regno][mode];
 
   if (action == mark_write)
     {
       if (type == OP_OUT)
-       {
-         struct du_head *head = XOBNEW (&rename_obstack, struct du_head);
-         struct du_chain *this_du = XOBNEW (&rename_obstack, struct du_chain);
-         head->next_chain = open_chains;
-         open_chains = head;
-         head->first = head->last = this_du;
-         head->regno = this_regno;
-         head->nregs = this_nregs;
-         head->need_caller_save_reg = 0;
-         head->terminated = 0;
-
-         this_du->next_use = 0;
-         this_du->loc = loc;
-         this_du->insn = insn;
-         this_du->cl = cl;
-         this_du->earlyclobber = earlyclobber;
-       }
+       create_new_chain (this_regno, this_nregs, loc, insn, cl);
       return;
     }
 
@@ -469,82 +1048,131 @@ scan_rtx_reg (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
   for (p = &open_chains; *p;)
     {
       struct du_head *head = *p;
-
-      /* Check if the chain has been terminated if it has then skip to
-        the next chain.
-
-        This can happen when we've already appended the location to
-        the chain in Step 3, but are trying to hide in-out operands
-        from terminate_write in Step 5.  */
-
-      if (head->terminated)
-       p = &head->next_chain;
-      else
+      struct du_head *next = head->next_chain;
+      int exact_match = (head->regno == this_regno
+                        && head->nregs == this_nregs);
+      int superset = (this_regno <= head->regno
+                     && this_regno + this_nregs >= head->regno + head->nregs);
+      int subset = (this_regno >= head->regno
+                     && this_regno + this_nregs <= head->regno + head->nregs);
+
+      if (!bitmap_bit_p (&open_chains_set, head->id)
+         || head->regno + head->nregs <= this_regno
+         || this_regno + this_nregs <= head->regno)
        {
-         int exact_match = (head->regno == this_regno
-                            && head->nregs == this_nregs);
-
-         if (head->regno + head->nregs <= this_regno
-             || this_regno + this_nregs <= head->regno)
-           {
-             p = &head->next_chain;
-             continue;
-           }
-
-         if (action == mark_read || action == mark_access)
-           {
-             gcc_assert (exact_match || DEBUG_INSN_P (insn));
+         p = &head->next_chain;
+         continue;
+       }
 
-             /* ??? Class NO_REGS can happen if the md file makes use of
-                EXTRA_CONSTRAINTS to match registers.  Which is arguably
-                wrong, but there we are.  Since we know not what this may
-                be replaced with, terminate the chain.  */
-             if (cl != NO_REGS)
-               {
-                 struct du_chain *this_du;
-                 this_du = XOBNEW (&rename_obstack, struct du_chain);
-                 this_du->next_use = 0;
-                 this_du->loc = loc;
-                 this_du->insn = insn;
-                 this_du->cl = cl;
-                 head->last->next_use = this_du;
-                 head->last = this_du;
-                 return;
-               }
-           }
+      if (action == mark_read || action == mark_access)
+       {
+         /* ??? Class NO_REGS can happen if the md file makes use of
+            EXTRA_CONSTRAINTS to match registers.  Which is arguably
+            wrong, but there we are.  */
 
-         if (action != terminate_overlapping_read || ! exact_match)
+         if (cl == NO_REGS || (!exact_match && !DEBUG_INSN_P (insn)))
            {
-             struct du_head *next = head->next_chain;
-
-             /* Whether the terminated chain can be used for renaming
-                depends on the action and this being an exact match.
-                In either case, we remove this element from open_chains.  */
-
-             head->terminated = 1;
-             if ((action == terminate_dead || action == terminate_write)
-                 && exact_match)
+             if (dump_file)
+               fprintf (dump_file,
+                        "Cannot rename chain %s (%d) at insn %d (%s)\n",
+                        reg_names[head->regno], head->id, INSN_UID (insn),
+                        scan_actions_name[(int) action]);
+             head->cannot_rename = 1;
+             if (superset)
                {
-                 head->next_chain = closed_chains;
-                 closed_chains = head;
+                 unsigned nregs = this_nregs;
+                 head->regno = this_regno;
+                 head->nregs = this_nregs;
+                 while (nregs-- > 0)
+                   SET_HARD_REG_BIT (live_in_chains, head->regno + nregs);
                  if (dump_file)
                    fprintf (dump_file,
-                            "Closing chain %s at insn %d (%s)\n",
-                            reg_names[head->regno], INSN_UID (insn),
-                            scan_actions_name[(int) action]);
+                            "Widening register in chain %s (%d) at insn %d\n",
+                            reg_names[head->regno], head->id, INSN_UID (insn));
                }
-             else
+             else if (!subset)
                {
+                 fail_current_block = true;
                  if (dump_file)
                    fprintf (dump_file,
-                            "Discarding chain %s at insn %d (%s)\n",
-                            reg_names[head->regno], INSN_UID (insn),
-                            scan_actions_name[(int) action]);
+                            "Failing basic block due to unhandled overlap\n");
                }
-             *p = next;
            }
          else
-           p = &head->next_chain;
+           {
+             struct du_chain *this_du;
+             this_du = XOBNEW (&rename_obstack, struct du_chain);
+             this_du->next_use = 0;
+             this_du->loc = loc;
+             this_du->insn = insn;
+             this_du->cl = cl;
+             if (head->first == NULL)
+               head->first = this_du;
+             else
+               head->last->next_use = this_du;
+             record_operand_use (head, this_du);
+             head->last = this_du;
+           }
+         /* Avoid adding the same location in a DEBUG_INSN multiple times,
+            which could happen with non-exact overlap.  */
+         if (DEBUG_INSN_P (insn))
+           return;
+         /* Otherwise, find any other chains that do not match exactly;
+            ensure they all get marked unrenamable.  */
+         p = &head->next_chain;
+         continue;
+       }
+
+      /* Whether the terminated chain can be used for renaming
+        depends on the action and this being an exact match.
+        In either case, we remove this element from open_chains.  */
+
+      if ((action == terminate_dead || action == terminate_write)
+         && (superset || subset))
+       {
+         unsigned nregs;
+
+         if (subset && !superset)
+           head->cannot_rename = 1;
+         bitmap_clear_bit (&open_chains_set, head->id);
+
+         nregs = head->nregs;
+         while (nregs-- > 0)
+           {
+             CLEAR_HARD_REG_BIT (live_in_chains, head->regno + nregs);
+             if (subset && !superset
+                 && (head->regno + nregs < this_regno
+                     || head->regno + nregs >= this_regno + this_nregs))
+               SET_HARD_REG_BIT (live_hard_regs, head->regno + nregs);
+           }
+
+         *p = next;
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file,
+                    "Closing chain %s (%d) at insn %d (%s%s)\n",
+                    reg_names[head->regno], head->id, INSN_UID (insn),
+                    scan_actions_name[(int) action],
+                    superset ? ", superset" : subset ? ", subset" : "");
+       }
+      else if (action == terminate_dead || action == terminate_write)
+       {
+         /* In this case, tracking liveness gets too hard.  Fail the
+            entire basic block.  */
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file,
+                    "Failing basic block due to unhandled overlap\n");
+         fail_current_block = true;
+         return;
+       }
+      else
+       {
+         head->cannot_rename = 1;
+         if (dump_file)
+           fprintf (dump_file,
+                    "Cannot rename chain %s (%d) at insn %d (%s)\n",
+                    reg_names[head->regno], head->id, INSN_UID (insn),
+                    scan_actions_name[(int) action]);
+         p = &head->next_chain;
        }
     }
 }
@@ -554,7 +1182,8 @@ scan_rtx_reg (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
 
 static void
 scan_rtx_address (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
-                 enum scan_actions action, enum machine_mode mode)
+                 enum scan_actions action, enum machine_mode mode,
+                 addr_space_t as)
 {
   rtx x = *loc;
   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
@@ -622,15 +1251,15 @@ scan_rtx_address (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
            unsigned regno0 = REGNO (op0), regno1 = REGNO (op1);
 
            if (REGNO_OK_FOR_INDEX_P (regno1)
-               && regno_ok_for_base_p (regno0, mode, PLUS, REG))
+               && regno_ok_for_base_p (regno0, mode, as, PLUS, REG))
              index_op = 1;
            else if (REGNO_OK_FOR_INDEX_P (regno0)
-                    && regno_ok_for_base_p (regno1, mode, PLUS, REG))
+                    && regno_ok_for_base_p (regno1, mode, as, PLUS, REG))
              index_op = 0;
-           else if (regno_ok_for_base_p (regno0, mode, PLUS, REG)
+           else if (regno_ok_for_base_p (regno0, mode, as, PLUS, REG)
                     || REGNO_OK_FOR_INDEX_P (regno1))
              index_op = 1;
-           else if (regno_ok_for_base_p (regno1, mode, PLUS, REG))
+           else if (regno_ok_for_base_p (regno1, mode, as, PLUS, REG))
              index_op = 0;
            else
              index_op = 1;
@@ -653,10 +1282,11 @@ scan_rtx_address (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
          }
 
        if (locI)
-         scan_rtx_address (insn, locI, INDEX_REG_CLASS, action, mode);
+         scan_rtx_address (insn, locI, INDEX_REG_CLASS, action, mode, as);
        if (locB)
-         scan_rtx_address (insn, locB, base_reg_class (mode, PLUS, index_code),
-                           action, mode);
+         scan_rtx_address (insn, locB,
+                           base_reg_class (mode, as, PLUS, index_code),
+                           action, mode, as);
 
        return;
       }
@@ -670,18 +1300,19 @@ scan_rtx_address (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
 #ifndef AUTO_INC_DEC
       /* If the target doesn't claim to handle autoinc, this must be
         something special, like a stack push.  Kill this chain.  */
-      action = terminate_all_read;
+      action = mark_all_read;
 #endif
       break;
 
     case MEM:
       scan_rtx_address (insn, &XEXP (x, 0),
-                       base_reg_class (GET_MODE (x), MEM, SCRATCH), action,
-                       GET_MODE (x));
+                       base_reg_class (GET_MODE (x), MEM_ADDR_SPACE (x),
+                                       MEM, SCRATCH),
+                       action, GET_MODE (x), MEM_ADDR_SPACE (x));
       return;
 
     case REG:
-      scan_rtx_reg (insn, loc, cl, action, OP_IN, 0);
+      scan_rtx_reg (insn, loc, cl, action, OP_IN);
       return;
 
     default:
@@ -692,16 +1323,16 @@ scan_rtx_address (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
     {
       if (fmt[i] == 'e')
-       scan_rtx_address (insn, &XEXP (x, i), cl, action, mode);
+       scan_rtx_address (insn, &XEXP (x, i), cl, action, mode, as);
       else if (fmt[i] == 'E')
        for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
-         scan_rtx_address (insn, &XVECEXP (x, i, j), cl, action, mode);
+         scan_rtx_address (insn, &XVECEXP (x, i, j), cl, action, mode, as);
     }
 }
 
 static void
-scan_rtx (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
-         enum scan_actions action, enum op_type type, int earlyclobber)
+scan_rtx (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl, enum scan_actions action,
+         enum op_type type)
 {
   const char *fmt;
   rtx x = *loc;
@@ -723,31 +1354,35 @@ scan_rtx (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
       return;
 
     case REG:
-      scan_rtx_reg (insn, loc, cl, action, type, earlyclobber);
+      scan_rtx_reg (insn, loc, cl, action, type);
       return;
 
     case MEM:
       scan_rtx_address (insn, &XEXP (x, 0),
-                       base_reg_class (GET_MODE (x), MEM, SCRATCH), action,
-                       GET_MODE (x));
+                       base_reg_class (GET_MODE (x), MEM_ADDR_SPACE (x),
+                                       MEM, SCRATCH),
+                       action, GET_MODE (x), MEM_ADDR_SPACE (x));
       return;
 
     case SET:
-      scan_rtx (insn, &SET_SRC (x), cl, action, OP_IN, 0);
+      scan_rtx (insn, &SET_SRC (x), cl, action, OP_IN);
       scan_rtx (insn, &SET_DEST (x), cl, action,
-               GET_CODE (PATTERN (insn)) == COND_EXEC ? OP_INOUT : OP_OUT, 0);
+               (GET_CODE (PATTERN (insn)) == COND_EXEC
+                && verify_reg_tracked (SET_DEST (x))) ? OP_INOUT : OP_OUT);
       return;
 
     case STRICT_LOW_PART:
-      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action, OP_INOUT, earlyclobber);
+      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action,
+               verify_reg_tracked (XEXP (x, 0)) ? OP_INOUT : OP_OUT);
       return;
 
     case ZERO_EXTRACT:
     case SIGN_EXTRACT:
       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action,
-               type == OP_IN ? OP_IN : OP_INOUT, earlyclobber);
-      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 1), cl, action, OP_IN, 0);
-      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 2), cl, action, OP_IN, 0);
+               (type == OP_IN ? OP_IN :
+                verify_reg_tracked (XEXP (x, 0)) ? OP_INOUT : OP_OUT));
+      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 1), cl, action, OP_IN);
+      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 2), cl, action, OP_IN);
       return;
 
     case POST_INC:
@@ -761,13 +1396,14 @@ scan_rtx (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
 
     case CLOBBER:
       scan_rtx (insn, &SET_DEST (x), cl, action,
-               GET_CODE (PATTERN (insn)) == COND_EXEC ? OP_INOUT : OP_OUT, 0);
+               (GET_CODE (PATTERN (insn)) == COND_EXEC
+                && verify_reg_tracked (SET_DEST (x))) ? OP_INOUT : OP_OUT);
       return;
 
     case EXPR_LIST:
-      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action, type, 0);
+      scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action, type);
       if (XEXP (x, 1))
-       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 1), cl, action, type, 0);
+       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 1), cl, action, type);
       return;
 
     default:
@@ -778,21 +1414,127 @@ scan_rtx (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
     {
       if (fmt[i] == 'e')
-       scan_rtx (insn, &XEXP (x, i), cl, action, type, 0);
+       scan_rtx (insn, &XEXP (x, i), cl, action, type);
       else if (fmt[i] == 'E')
        for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
-         scan_rtx (insn, &XVECEXP (x, i, j), cl, action, type, 0);
+         scan_rtx (insn, &XVECEXP (x, i, j), cl, action, type);
+    }
+}
+
+/* Hide operands of the current insn (of which there are N_OPS) by
+   substituting cc0 for them.
+   Previous values are stored in the OLD_OPERANDS and OLD_DUPS.
+   For every bit set in DO_NOT_HIDE, we leave the operand alone.
+   If INOUT_AND_EC_ONLY is set, we only do this for OP_INOUT type operands
+   and earlyclobbers.  */
+
+static void
+hide_operands (int n_ops, rtx *old_operands, rtx *old_dups,
+              unsigned HOST_WIDE_INT do_not_hide, bool inout_and_ec_only)
+{
+  int i;
+  int alt = which_alternative;
+  for (i = 0; i < n_ops; i++)
+    {
+      old_operands[i] = recog_data.operand[i];
+      /* Don't squash match_operator or match_parallel here, since
+        we don't know that all of the contained registers are
+        reachable by proper operands.  */
+      if (recog_data.constraints[i][0] == '\0')
+       continue;
+      if (do_not_hide & (1 << i))
+       continue;
+      if (!inout_and_ec_only || recog_data.operand_type[i] == OP_INOUT
+         || recog_op_alt[i][alt].earlyclobber)
+       *recog_data.operand_loc[i] = cc0_rtx;
+    }
+  for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
+    {
+      int opn = recog_data.dup_num[i];
+      old_dups[i] = *recog_data.dup_loc[i];
+      if (do_not_hide & (1 << opn))
+       continue;
+      if (!inout_and_ec_only || recog_data.operand_type[opn] == OP_INOUT
+         || recog_op_alt[opn][alt].earlyclobber)
+       *recog_data.dup_loc[i] = cc0_rtx;
+    }
+}
+
+/* Undo the substitution performed by hide_operands.  INSN is the insn we
+   are processing; the arguments are the same as in hide_operands.  */
+
+static void
+restore_operands (rtx insn, int n_ops, rtx *old_operands, rtx *old_dups)
+{
+  int i;
+  for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
+    *recog_data.dup_loc[i] = old_dups[i];
+  for (i = 0; i < n_ops; i++)
+    *recog_data.operand_loc[i] = old_operands[i];
+  if (recog_data.n_dups)
+    df_insn_rescan (insn);
+}
+
+/* For each output operand of INSN, call scan_rtx to create a new
+   open chain.  Do this only for normal or earlyclobber outputs,
+   depending on EARLYCLOBBER.  If INSN_INFO is nonnull, use it to
+   record information about the operands in the insn.  */
+
+static void
+record_out_operands (rtx insn, bool earlyclobber, insn_rr_info *insn_info)
+{
+  int n_ops = recog_data.n_operands;
+  int alt = which_alternative;
+
+  int i;
+
+  for (i = 0; i < n_ops + recog_data.n_dups; i++)
+    {
+      int opn = i < n_ops ? i : recog_data.dup_num[i - n_ops];
+      rtx *loc = (i < n_ops
+                 ? recog_data.operand_loc[opn]
+                 : recog_data.dup_loc[i - n_ops]);
+      rtx op = *loc;
+      enum reg_class cl = recog_op_alt[opn][alt].cl;
+
+      struct du_head *prev_open;
+
+      if (recog_data.operand_type[opn] != OP_OUT
+         || recog_op_alt[opn][alt].earlyclobber != earlyclobber)
+       continue;
+
+      if (insn_info)
+       cur_operand = insn_info->op_info + i;
+
+      prev_open = open_chains;
+      scan_rtx (insn, loc, cl, mark_write, OP_OUT);
+
+      /* ??? Many targets have output constraints on the SET_DEST
+        of a call insn, which is stupid, since these are certainly
+        ABI defined hard registers.  For these, and for asm operands
+        that originally referenced hard registers, we must record that
+        the chain cannot be renamed.  */
+      if (CALL_P (insn)
+         || (asm_noperands (PATTERN (insn)) > 0
+             && REG_P (op)
+             && REGNO (op) == ORIGINAL_REGNO (op)))
+       {
+         if (prev_open != open_chains)
+           open_chains->cannot_rename = 1;
+       }
     }
+  cur_operand = NULL;
 }
 
 /* Build def/use chain.  */
 
-static struct du_head *
+static bool
 build_def_use (basic_block bb)
 {
   rtx insn;
+  unsigned HOST_WIDE_INT untracked_operands;
 
-  open_chains = closed_chains = NULL;
+  fail_current_block = false;
 
   for (insn = BB_HEAD (bb); ; insn = NEXT_INSN (insn))
     {
@@ -802,89 +1544,127 @@ build_def_use (basic_block bb)
          rtx note;
          rtx old_operands[MAX_RECOG_OPERANDS];
          rtx old_dups[MAX_DUP_OPERANDS];
-         int i, icode;
+         int i;
          int alt;
          int predicated;
+         enum rtx_code set_code = SET;
+         enum rtx_code clobber_code = CLOBBER;
+         insn_rr_info *insn_info = NULL;
 
          /* Process the insn, determining its effect on the def-use
-            chains.  We perform the following steps with the register
-            references in the insn:
-            (1) Any read that overlaps an open chain, but doesn't exactly
-                match, causes that chain to be closed.  We can't deal
-                with overlaps yet.
+            chains and live hard registers.  We perform the following
+            steps with the register references in the insn, simulating
+            its effect:
+            (1) Deal with earlyclobber operands and CLOBBERs of non-operands
+                by creating chains and marking hard regs live.
             (2) Any read outside an operand causes any chain it overlaps
-                with to be closed, since we can't replace it.
+                with to be marked unrenamable.
             (3) Any read inside an operand is added if there's already
                 an open chain for it.
             (4) For any REG_DEAD note we find, close open chains that
                 overlap it.
-            (5) For any write we find, close open chains that overlap it.
-            (6) For any write we find in an operand, make a new chain.
-            (7) For any REG_UNUSED, close any chains we just opened.  */
+            (5) For any non-earlyclobber write we find, close open chains
+                that overlap it.
+            (6) For any non-earlyclobber write we find in an operand, make
+                a new chain or mark the hard register as live.
+            (7) For any REG_UNUSED, close any chains we just opened.
+
+            We cannot deal with situations where we track a reg in one mode
+            and see a reference in another mode; these will cause the chain
+            to be marked unrenamable or even cause us to abort the entire
+            basic block.  */
 
-         icode = recog_memoized (insn);
          extract_insn (insn);
          if (! constrain_operands (1))
            fatal_insn_not_found (insn);
          preprocess_constraints ();
          alt = which_alternative;
          n_ops = recog_data.n_operands;
+         untracked_operands = 0;
+
+         if (insn_rr != NULL)
+           {
+             insn_info = VEC_index (insn_rr_info, insn_rr, INSN_UID (insn));
+             insn_info->op_info = XOBNEWVEC (&rename_obstack, operand_rr_info,
+                                             recog_data.n_operands);
+             memset (insn_info->op_info, 0,
+                     sizeof (operand_rr_info) * recog_data.n_operands);
+           }
 
          /* Simplify the code below by rewriting things to reflect
-            matching constraints.  Also promote OP_OUT to OP_INOUT
-            in predicated instructions.  */
+            matching constraints.  Also promote OP_OUT to OP_INOUT in
+            predicated instructions, but only for register operands
+            that are already tracked, so that we can create a chain
+            when the first SET makes a register live.  */
 
          predicated = GET_CODE (PATTERN (insn)) == COND_EXEC;
          for (i = 0; i < n_ops; ++i)
            {
+             rtx op = recog_data.operand[i];
              int matches = recog_op_alt[i][alt].matches;
              if (matches >= 0)
                recog_op_alt[i][alt].cl = recog_op_alt[matches][alt].cl;
              if (matches >= 0 || recog_op_alt[i][alt].matched >= 0
                  || (predicated && recog_data.operand_type[i] == OP_OUT))
-               recog_data.operand_type[i] = OP_INOUT;
+               {
+                 recog_data.operand_type[i] = OP_INOUT;
+                 /* A special case to deal with instruction patterns that
+                    have matching operands with different modes.  If we're
+                    not already tracking such a reg, we won't start here,
+                    and we must instead make sure to make the operand visible
+                    to the machinery that tracks hard registers.  */
+                 if (matches >= 0
+                     && (GET_MODE_SIZE (recog_data.operand_mode[i])
+                         != GET_MODE_SIZE (recog_data.operand_mode[matches]))
+                     && !verify_reg_in_set (op, &live_in_chains))
+                   {
+                     untracked_operands |= 1 << i;
+                     untracked_operands |= 1 << matches;
+                   }
+               }
+             /* If there's an in-out operand with a register that is not
+                being tracked at all yet, open a chain.  */
+             if (recog_data.operand_type[i] == OP_INOUT
+                 && !(untracked_operands & (1 << i))
+                 && REG_P (op)
+                 && !verify_reg_tracked (op))
+               {
+                 enum machine_mode mode = GET_MODE (op);
+                 unsigned this_regno = REGNO (op);
+                 unsigned this_nregs = hard_regno_nregs[this_regno][mode];
+                 create_new_chain (this_regno, this_nregs, NULL, NULL_RTX,
+                                   NO_REGS);
+               }
            }
 
-         /* Step 1: Close chains for which we have overlapping reads.  */
-         for (i = 0; i < n_ops; i++)
-           scan_rtx (insn, recog_data.operand_loc[i],
-                     NO_REGS, terminate_overlapping_read,
-                     recog_data.operand_type[i], 0);
+         if (fail_current_block)
+           break;
 
-         /* Step 2: Close chains for which we have reads outside operands.
-            We do this by munging all operands into CC0, and closing
-            everything remaining.  */
+         /* Step 1a: Mark hard registers that are clobbered in this insn,
+            outside an operand, as live.  */
+         hide_operands (n_ops, old_operands, old_dups, untracked_operands,
+                        false);
+         note_stores (PATTERN (insn), note_sets_clobbers, &clobber_code);
+         restore_operands (insn, n_ops, old_operands, old_dups);
 
-         for (i = 0; i < n_ops; i++)
-           {
-             old_operands[i] = recog_data.operand[i];
-             /* Don't squash match_operator or match_parallel here, since
-                we don't know that all of the contained registers are
-                reachable by proper operands.  */
-             if (recog_data.constraints[i][0] == '\0')
-               continue;
-             *recog_data.operand_loc[i] = cc0_rtx;
-           }
-         for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
-           {
-             old_dups[i] = *recog_data.dup_loc[i];
-             *recog_data.dup_loc[i] = cc0_rtx;
-           }
+         /* Step 1b: Begin new chains for earlyclobbered writes inside
+            operands.  */
+         record_out_operands (insn, true, insn_info);
 
-         scan_rtx (insn, &PATTERN (insn), NO_REGS, terminate_all_read,
-                   OP_IN, 0);
+         /* Step 2: Mark chains for which we have reads outside operands
+            as unrenamable.
+            We do this by munging all operands into CC0, and closing
+            everything remaining.  */
 
-         for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
-           *recog_data.dup_loc[i] = old_dups[i];
-         for (i = 0; i < n_ops; i++)
-           *recog_data.operand_loc[i] = old_operands[i];
-         if (recog_data.n_dups)
-           df_insn_rescan (insn);
+         hide_operands (n_ops, old_operands, old_dups, untracked_operands,
+                        false);
+         scan_rtx (insn, &PATTERN (insn), NO_REGS, mark_all_read, OP_IN);
+         restore_operands (insn, n_ops, old_operands, old_dups);
 
          /* Step 2B: Can't rename function call argument registers.  */
          if (CALL_P (insn) && CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn))
            scan_rtx (insn, &CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
-                     NO_REGS, terminate_all_read, OP_IN, 0);
+                     NO_REGS, mark_all_read, OP_IN);
 
          /* Step 2C: Can't rename asm operands that were originally
             hard registers.  */
@@ -898,7 +1678,7 @@ build_def_use (basic_block bb)
                    && REGNO (op) == ORIGINAL_REGNO (op)
                    && (recog_data.operand_type[i] == OP_IN
                        || recog_data.operand_type[i] == OP_INOUT))
-                 scan_rtx (insn, loc, NO_REGS, terminate_all_read, OP_IN, 0);
+                 scan_rtx (insn, loc, NO_REGS, mark_all_read, OP_IN);
              }
 
          /* Step 3: Append to chains for reads inside operands.  */
@@ -914,14 +1694,19 @@ build_def_use (basic_block bb)
              /* Don't scan match_operand here, since we've no reg class
                 information to pass down.  Any operands that we could
                 substitute in will be represented elsewhere.  */
-             if (recog_data.constraints[opn][0] == '\0')
+             if (recog_data.constraints[opn][0] == '\0'
+                 || untracked_operands & (1 << opn))
                continue;
 
+             if (insn_info)
+               cur_operand = i == opn ? insn_info->op_info + i : NULL;
              if (recog_op_alt[opn][alt].is_address)
-               scan_rtx_address (insn, loc, cl, mark_read, VOIDmode);
+               scan_rtx_address (insn, loc, cl, mark_read,
+                                 VOIDmode, ADDR_SPACE_GENERIC);
              else
-               scan_rtx (insn, loc, cl, mark_read, type, 0);
+               scan_rtx (insn, loc, cl, mark_read, type);
            }
+         cur_operand = NULL;
 
          /* Step 3B: Record updates for regs in REG_INC notes, and
             source regs in REG_FRAME_RELATED_EXPR notes.  */
@@ -929,13 +1714,18 @@ build_def_use (basic_block bb)
            if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC
                || REG_NOTE_KIND (note) == REG_FRAME_RELATED_EXPR)
              scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), ALL_REGS, mark_read,
-                       OP_INOUT, 0);
+                       OP_INOUT);
 
          /* Step 4: Close chains for registers that die here.  */
          for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
            if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
-             scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), NO_REGS, terminate_dead,
-                       OP_IN, 0);
+             {
+               remove_from_hard_reg_set (&live_hard_regs,
+                                         GET_MODE (XEXP (note, 0)),
+                                         REGNO (XEXP (note, 0)));
+               scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), NO_REGS, terminate_dead,
+                         OP_IN);
+             }
 
          /* Step 4B: If this is a call, any chain live at this point
             requires a caller-saved reg.  */
@@ -948,117 +1738,102 @@ build_def_use (basic_block bb)
 
          /* Step 5: Close open chains that overlap writes.  Similar to
             step 2, we hide in-out operands, since we do not want to
-            close these chains.  */
-
-         for (i = 0; i < n_ops; i++)
-           {
-             old_operands[i] = recog_data.operand[i];
-             if (recog_data.operand_type[i] == OP_INOUT)
-               *recog_data.operand_loc[i] = cc0_rtx;
-           }
-         for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
-           {
-             int opn = recog_data.dup_num[i];
-             old_dups[i] = *recog_data.dup_loc[i];
-             if (recog_data.operand_type[opn] == OP_INOUT)
-               *recog_data.dup_loc[i] = cc0_rtx;
-           }
-
-         scan_rtx (insn, &PATTERN (insn), NO_REGS, terminate_write, OP_IN, 0);
-
-         for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
-           *recog_data.dup_loc[i] = old_dups[i];
-         for (i = 0; i < n_ops; i++)
-           *recog_data.operand_loc[i] = old_operands[i];
-
-         /* Step 6: Begin new chains for writes inside operands.  */
-         /* ??? Many targets have output constraints on the SET_DEST
-            of a call insn, which is stupid, since these are certainly
-            ABI defined hard registers.  Don't change calls at all.
-            Similarly take special care for asm statement that originally
-            referenced hard registers.  */
-         if (asm_noperands (PATTERN (insn)) > 0)
-           {
-             for (i = 0; i < n_ops; i++)
-               if (recog_data.operand_type[i] == OP_OUT)
-                 {
-                   rtx *loc = recog_data.operand_loc[i];
-                   rtx op = *loc;
-                   enum reg_class cl = recog_op_alt[i][alt].cl;
-
-                   if (REG_P (op)
-                       && REGNO (op) == ORIGINAL_REGNO (op))
-                     continue;
-
-                   scan_rtx (insn, loc, cl, mark_write, OP_OUT,
-                             recog_op_alt[i][alt].earlyclobber);
-                 }
-           }
-         else if (!CALL_P (insn))
-           for (i = 0; i < n_ops + recog_data.n_dups; i++)
-             {
-               int opn = i < n_ops ? i : recog_data.dup_num[i - n_ops];
-               rtx *loc = (i < n_ops
-                           ? recog_data.operand_loc[opn]
-                           : recog_data.dup_loc[i - n_ops]);
-               enum reg_class cl = recog_op_alt[opn][alt].cl;
-
-               if (recog_data.operand_type[opn] == OP_OUT)
-                 scan_rtx (insn, loc, cl, mark_write, OP_OUT,
-                           recog_op_alt[opn][alt].earlyclobber);
-             }
-
-         /* Step 6B: Record destination regs in REG_FRAME_RELATED_EXPR
+            close these chains.  We also hide earlyclobber operands,
+            since we've opened chains for them in step 1, and earlier
+            chains they would overlap with must have been closed at
+            the previous insn at the latest, as such operands cannot
+            possibly overlap with any input operands.  */
+
+         hide_operands (n_ops, old_operands, old_dups, untracked_operands,
+                        true);
+         scan_rtx (insn, &PATTERN (insn), NO_REGS, terminate_write, OP_IN);
+         restore_operands (insn, n_ops, old_operands, old_dups);
+
+         /* Step 6a: Mark hard registers that are set in this insn,
+            outside an operand, as live.  */
+         hide_operands (n_ops, old_operands, old_dups, untracked_operands,
+                        false);
+         note_stores (PATTERN (insn), note_sets_clobbers, &set_code);
+         restore_operands (insn, n_ops, old_operands, old_dups);
+
+         /* Step 6b: Begin new chains for writes inside operands.  */
+         record_out_operands (insn, false, insn_info);
+
+         /* Step 6c: Record destination regs in REG_FRAME_RELATED_EXPR
             notes for update.  */
          for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
            if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_FRAME_RELATED_EXPR)
              scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), ALL_REGS, mark_access,
-                       OP_INOUT, 0);
+                       OP_INOUT);
 
          /* Step 7: Close chains for registers that were never
             really used here.  */
          for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
            if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_UNUSED)
-             scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), NO_REGS, terminate_dead,
-                       OP_IN, 0);
+             {
+               remove_from_hard_reg_set (&live_hard_regs,
+                                         GET_MODE (XEXP (note, 0)),
+                                         REGNO (XEXP (note, 0)));
+               scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), NO_REGS, terminate_dead,
+                         OP_IN);
+             }
        }
       else if (DEBUG_INSN_P (insn)
               && !VAR_LOC_UNKNOWN_P (INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn)))
        {
          scan_rtx (insn, &INSN_VAR_LOCATION_LOC (insn),
-                   ALL_REGS, mark_read, OP_IN, 0);
+                   ALL_REGS, mark_read, OP_IN);
        }
       if (insn == BB_END (bb))
        break;
     }
 
-  /* Since we close every chain when we find a REG_DEAD note, anything that
-     is still open lives past the basic block, so it can't be renamed.  */
-  return closed_chains;
-}
+  if (fail_current_block)
+    return false;
 
-/* Dump all def/use chains in CHAINS to DUMP_FILE.  They are
-   printed in reverse order as that's how we build them.  */
+  return true;
+}
+\f
+/* Initialize the register renamer.  If INSN_INFO is true, ensure that
+   insn_rr is nonnull.  */
+void
+regrename_init (bool insn_info)
+{
+  gcc_obstack_init (&rename_obstack);
+  insn_rr = NULL;
+  if (insn_info)
+    VEC_safe_grow_cleared (insn_rr_info, heap, insn_rr, get_max_uid ());
+}
 
-static void
-dump_def_use_chain (struct du_head *head)
+/* Free all global data used by the register renamer.  */
+void
+regrename_finish (void)
 {
-  while (head)
-    {
-      struct du_chain *this_du = head->first;
-      fprintf (dump_file, "Register %s (%d):",
-              reg_names[head->regno], head->nregs);
-      while (this_du)
-       {
-         fprintf (dump_file, " %d [%s]", INSN_UID (this_du->insn),
-                  reg_class_names[this_du->cl]);
-         this_du = this_du->next_use;
-       }
-      fprintf (dump_file, "\n");
-      head = head->next_chain;
-    }
+  VEC_free (insn_rr_info, heap, insn_rr);
+  free_chain_data ();
+  obstack_free (&rename_obstack, NULL);
 }
 
+/* Perform register renaming on the current function.  */
+
+static unsigned int
+regrename_optimize (void)
+{
+  df_set_flags (DF_LR_RUN_DCE);
+  df_note_add_problem ();
+  df_analyze ();
+  df_set_flags (DF_DEFER_INSN_RESCAN);
+
+  regrename_init (false);
+
+  regrename_analyze (NULL);
+
+  rename_chains ();
+
+  regrename_finish ();
+
+  return 0;
+}
 \f
 static bool
 gate_handle_regrename (void)
@@ -1082,7 +1857,6 @@ struct rtl_opt_pass pass_regrename =
   0,                                    /* properties_destroyed */
   0,                                    /* todo_flags_start */
   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
-  TODO_dump_func                        /* todo_flags_finish */
+  0                                     /* todo_flags_finish */
  }
 };
-