Update change log
[platform/upstream/gcc48.git] / gcc / lra-assigns.c
1 /* Assign reload pseudos.
2    Copyright (C) 2010-2013 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Vladimir Makarov <vmakarov@redhat.com>.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21
22 /* This file's main objective is to assign hard registers to reload
23    pseudos.  It also tries to allocate hard registers to other
24    pseudos, but at a lower priority than the reload pseudos.  The pass
25    does not transform the RTL.
26
27    We must allocate a hard register to every reload pseudo.  We try to
28    increase the chances of finding a viable allocation by assigning
29    the pseudos in order of fewest available hard registers first.  If
30    we still fail to find a hard register, we spill other (non-reload)
31    pseudos in order to make room.
32
33    find_hard_regno_for finds hard registers for allocation without
34    spilling.  spill_for does the same with spilling.  Both functions
35    use a cost model to determine the most profitable choice of hard
36    and spill registers.
37
38    Once we have finished allocating reload pseudos, we also try to
39    assign registers to other (non-reload) pseudos.  This is useful if
40    hard registers were freed up by the spilling just described.
41
42    We try to assign hard registers by collecting pseudos into threads.
43    These threads contain reload and inheritance pseudos that are
44    connected by copies (move insns).  Doing this improves the chances
45    of pseudos in the thread getting the same hard register and, as a
46    result, of allowing some move insns to be deleted.
47
48    When we assign a hard register to a pseudo, we decrease the cost of
49    using the same hard register for pseudos that are connected by
50    copies.
51
52    If two hard registers have the same frequency-derived cost, we
53    prefer hard registers with higher priorities.  The mapping of
54    registers to priorities is controlled by the register_priority
55    target hook.  For example, x86-64 has a few register priorities:
56    hard registers with and without REX prefixes have different
57    priorities.  This permits us to generate smaller code as insns
58    without REX prefixes are shorter.
59
60    If a few hard registers are still equally good for the assignment,
61    we choose the least used hard register.  It is called leveling and
62    may be profitable for some targets.
63
64    Only insns with changed allocation pseudos are processed on the
65    next constraint pass.
66
67    The pseudo live-ranges are used to find conflicting pseudos.
68
69    For understanding the code, it is important to keep in mind that
70    inheritance, split, and reload pseudos created since last
71    constraint pass have regno >= lra_constraint_new_regno_start.
72    Inheritance and split pseudos created on any pass are in the
73    corresponding bitmaps.  Inheritance and split pseudos since the
74    last constraint pass have also the corresponding non-negative
75    restore_regno.  */
76
77 #include "config.h"
78 #include "system.h"
79 #include "coretypes.h"
80 #include "tm.h"
81 #include "hard-reg-set.h"
82 #include "rtl.h"
83 #include "rtl-error.h"
84 #include "tm_p.h"
85 #include "target.h"
86 #include "insn-config.h"
87 #include "recog.h"
88 #include "output.h"
89 #include "regs.h"
90 #include "function.h"
91 #include "expr.h"
92 #include "basic-block.h"
93 #include "except.h"
94 #include "df.h"
95 #include "ira.h"
96 #include "sparseset.h"
97 #include "lra-int.h"
98
99 /* Array containing corresponding values of function
100    lra_get_allocno_class.  It is used to speed up the code.  */
101 static enum reg_class *regno_allocno_class_array;
102
103 /* Information about the thread to which a pseudo belongs.  Threads are
104    a set of connected reload and inheritance pseudos with the same set of
105    available hard registers.  Lone registers belong to their own threads.  */
106 struct regno_assign_info
107 {
108   /* First/next pseudo of the same thread.  */
109   int first, next;
110   /* Frequency of the thread (execution frequency of only reload
111      pseudos in the thread when the thread contains a reload pseudo).
112      Defined only for the first thread pseudo.  */
113   int freq;
114 };
115
116 /* Map regno to the corresponding regno assignment info.  */
117 static struct regno_assign_info *regno_assign_info;
118
119 /* All inherited, subreg or optional pseudos created before last spill
120    sub-pass.  Such pseudos are permitted to get memory instead of hard
121    regs.  */
122 static bitmap_head non_reload_pseudos;
123
124 /* Process a pseudo copy with execution frequency COPY_FREQ connecting
125    REGNO1 and REGNO2 to form threads.  */
126 static void
127 process_copy_to_form_thread (int regno1, int regno2, int copy_freq)
128 {
129   int last, regno1_first, regno2_first;
130
131   lra_assert (regno1 >= lra_constraint_new_regno_start
132               && regno2 >= lra_constraint_new_regno_start);
133   regno1_first = regno_assign_info[regno1].first;
134   regno2_first = regno_assign_info[regno2].first;
135   if (regno1_first != regno2_first)
136     {
137       for (last = regno2_first;
138            regno_assign_info[last].next >= 0;
139            last = regno_assign_info[last].next)
140         regno_assign_info[last].first = regno1_first;
141       regno_assign_info[last].first = regno1_first;
142       regno_assign_info[last].next = regno_assign_info[regno1_first].next;
143       regno_assign_info[regno1_first].next = regno2_first;
144       regno_assign_info[regno1_first].freq
145         += regno_assign_info[regno2_first].freq;
146     }
147   regno_assign_info[regno1_first].freq -= 2 * copy_freq;
148   lra_assert (regno_assign_info[regno1_first].freq >= 0);
149 }
150
151 /* Initialize REGNO_ASSIGN_INFO and form threads.  */
152 static void
153 init_regno_assign_info (void)
154 {
155   int i, regno1, regno2, max_regno = max_reg_num ();
156   lra_copy_t cp;
157
158   regno_assign_info = XNEWVEC (struct regno_assign_info, max_regno);
159   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
160     {
161       regno_assign_info[i].first = i;
162       regno_assign_info[i].next = -1;
163       regno_assign_info[i].freq = lra_reg_info[i].freq;
164     }
165   /* Form the threads.  */
166   for (i = 0; (cp = lra_get_copy (i)) != NULL; i++)
167     if ((regno1 = cp->regno1) >= lra_constraint_new_regno_start
168         && (regno2 = cp->regno2) >= lra_constraint_new_regno_start
169         && reg_renumber[regno1] < 0 && lra_reg_info[regno1].nrefs != 0
170         && reg_renumber[regno2] < 0 && lra_reg_info[regno2].nrefs != 0
171         && (ira_class_hard_regs_num[regno_allocno_class_array[regno1]]
172             == ira_class_hard_regs_num[regno_allocno_class_array[regno2]]))
173       process_copy_to_form_thread (regno1, regno2, cp->freq);
174 }
175
176 /* Free REGNO_ASSIGN_INFO.  */
177 static void
178 finish_regno_assign_info (void)
179 {
180   free (regno_assign_info);
181 }
182
183 /* The function is used to sort *reload* and *inheritance* pseudos to
184    try to assign them hard registers.  We put pseudos from the same
185    thread always nearby.  */
186 static int
187 reload_pseudo_compare_func (const void *v1p, const void *v2p)
188 {
189   int r1 = *(const int *) v1p, r2 = *(const int *) v2p;
190   enum reg_class cl1 = regno_allocno_class_array[r1];
191   enum reg_class cl2 = regno_allocno_class_array[r2];
192   int diff;
193
194   lra_assert (r1 >= lra_constraint_new_regno_start
195               && r2 >= lra_constraint_new_regno_start);
196
197   /* Prefer to assign reload registers with smaller classes first to
198      guarantee assignment to all reload registers.  */
199   if ((diff = (ira_class_hard_regs_num[cl1]
200                - ira_class_hard_regs_num[cl2])) != 0)
201     return diff;
202   if ((diff
203        = (ira_reg_class_max_nregs[cl2][lra_reg_info[r2].biggest_mode]
204           - ira_reg_class_max_nregs[cl1][lra_reg_info[r1].biggest_mode])) != 0
205       /* The code below executes rarely as nregs == 1 in most cases.
206          So we should not worry about using faster data structures to
207          check reload pseudos.  */
208       && ! bitmap_bit_p (&non_reload_pseudos, r1)
209       && ! bitmap_bit_p (&non_reload_pseudos, r2))
210     return diff;
211   if ((diff = (regno_assign_info[regno_assign_info[r2].first].freq
212                - regno_assign_info[regno_assign_info[r1].first].freq)) != 0)
213     return diff;
214   /* Allocate bigger pseudos first to avoid register file
215      fragmentation.  */
216   if ((diff
217        = (ira_reg_class_max_nregs[cl2][lra_reg_info[r2].biggest_mode]
218           - ira_reg_class_max_nregs[cl1][lra_reg_info[r1].biggest_mode])) != 0)
219     return diff;
220   /* Put pseudos from the thread nearby.  */
221   if ((diff = regno_assign_info[r1].first - regno_assign_info[r2].first) != 0)
222     return diff;
223   /* If regs are equally good, sort by their numbers, so that the
224      results of qsort leave nothing to chance.  */
225   return r1 - r2;
226 }
227
228 /* The function is used to sort *non-reload* pseudos to try to assign
229    them hard registers.  The order calculation is simpler than in the
230    previous function and based on the pseudo frequency usage.  */
231 static int
232 pseudo_compare_func (const void *v1p, const void *v2p)
233 {
234   int r1 = *(const int *) v1p, r2 = *(const int *) v2p;
235   int diff;
236
237   /* Prefer to assign more frequently used registers first.  */
238   if ((diff = lra_reg_info[r2].freq - lra_reg_info[r1].freq) != 0)
239     return diff;
240
241   /* If regs are equally good, sort by their numbers, so that the
242      results of qsort leave nothing to chance.  */
243   return r1 - r2;
244 }
245
246 /* Arrays of size LRA_LIVE_MAX_POINT mapping a program point to the
247    pseudo live ranges with given start point.  We insert only live
248    ranges of pseudos interesting for assignment purposes.  They are
249    reload pseudos and pseudos assigned to hard registers.  */
250 static lra_live_range_t *start_point_ranges;
251
252 /* Used as a flag that a live range is not inserted in the start point
253    chain.  */
254 static struct lra_live_range not_in_chain_mark;
255
256 /* Create and set up START_POINT_RANGES.  */
257 static void
258 create_live_range_start_chains (void)
259 {
260   int i, max_regno;
261   lra_live_range_t r;
262
263   start_point_ranges = XCNEWVEC (lra_live_range_t, lra_live_max_point);
264   max_regno = max_reg_num ();
265   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
266     if (i >= lra_constraint_new_regno_start || reg_renumber[i] >= 0)
267       {
268         for (r = lra_reg_info[i].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
269           {
270             r->start_next = start_point_ranges[r->start];
271             start_point_ranges[r->start] = r;
272           }
273       }
274     else
275       {
276         for (r = lra_reg_info[i].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
277           r->start_next = &not_in_chain_mark;
278       }
279 }
280
281 /* Insert live ranges of pseudo REGNO into start chains if they are
282    not there yet.  */
283 static void
284 insert_in_live_range_start_chain (int regno)
285 {
286   lra_live_range_t r = lra_reg_info[regno].live_ranges;
287
288   if (r->start_next != &not_in_chain_mark)
289     return;
290   for (; r != NULL; r = r->next)
291     {
292       r->start_next = start_point_ranges[r->start];
293       start_point_ranges[r->start] = r;
294     }
295 }
296
297 /* Free START_POINT_RANGES.  */
298 static void
299 finish_live_range_start_chains (void)
300 {
301   gcc_assert (start_point_ranges != NULL);
302   free (start_point_ranges);
303   start_point_ranges = NULL;
304 }
305
306 /* Map: program point -> bitmap of all pseudos living at the point and
307    assigned to hard registers.  */
308 static bitmap_head *live_hard_reg_pseudos;
309 static bitmap_obstack live_hard_reg_pseudos_bitmap_obstack;
310
311 /* reg_renumber corresponding to pseudos marked in
312    live_hard_reg_pseudos.  reg_renumber might be not matched to
313    live_hard_reg_pseudos but live_pseudos_reg_renumber always reflects
314    live_hard_reg_pseudos.  */
315 static int *live_pseudos_reg_renumber;
316
317 /* Sparseset used to calculate living hard reg pseudos for some program
318    point range.  */
319 static sparseset live_range_hard_reg_pseudos;
320
321 /* Sparseset used to calculate living reload/inheritance pseudos for
322    some program point range.  */
323 static sparseset live_range_reload_inheritance_pseudos;
324
325 /* Allocate and initialize the data about living pseudos at program
326    points.  */
327 static void
328 init_lives (void)
329 {
330   int i, max_regno = max_reg_num ();
331
332   live_range_hard_reg_pseudos = sparseset_alloc (max_regno);
333   live_range_reload_inheritance_pseudos = sparseset_alloc (max_regno);
334   live_hard_reg_pseudos = XNEWVEC (bitmap_head, lra_live_max_point);
335   bitmap_obstack_initialize (&live_hard_reg_pseudos_bitmap_obstack);
336   for (i = 0; i < lra_live_max_point; i++)
337     bitmap_initialize (&live_hard_reg_pseudos[i],
338                        &live_hard_reg_pseudos_bitmap_obstack);
339   live_pseudos_reg_renumber = XNEWVEC (int, max_regno);
340   for (i = 0; i < max_regno; i++)
341     live_pseudos_reg_renumber[i] = -1;
342 }
343
344 /* Free the data about living pseudos at program points.  */
345 static void
346 finish_lives (void)
347 {
348   sparseset_free (live_range_hard_reg_pseudos);
349   sparseset_free (live_range_reload_inheritance_pseudos);
350   free (live_hard_reg_pseudos);
351   bitmap_obstack_release (&live_hard_reg_pseudos_bitmap_obstack);
352   free (live_pseudos_reg_renumber);
353 }
354
355 /* Update the LIVE_HARD_REG_PSEUDOS and LIVE_PSEUDOS_REG_RENUMBER
356    entries for pseudo REGNO.  Assume that the register has been
357    spilled if FREE_P, otherwise assume that it has been assigned
358    reg_renumber[REGNO] (if >= 0).  We also insert the pseudo live
359    ranges in the start chains when it is assumed to be assigned to a
360    hard register because we use the chains of pseudos assigned to hard
361    registers during allocation.  */
362 static void
363 update_lives (int regno, bool free_p)
364 {
365   int p;
366   lra_live_range_t r;
367
368   if (reg_renumber[regno] < 0)
369     return;
370   live_pseudos_reg_renumber[regno] = free_p ? -1 : reg_renumber[regno];
371   for (r = lra_reg_info[regno].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
372     {
373       for (p = r->start; p <= r->finish; p++)
374         if (free_p)
375           bitmap_clear_bit (&live_hard_reg_pseudos[p], regno);
376         else
377           {
378             bitmap_set_bit (&live_hard_reg_pseudos[p], regno);
379             insert_in_live_range_start_chain (regno);
380           }
381     }
382 }
383
384 /* Sparseset used to calculate reload pseudos conflicting with a given
385    pseudo when we are trying to find a hard register for the given
386    pseudo.  */
387 static sparseset conflict_reload_and_inheritance_pseudos;
388
389 /* Map: program point -> bitmap of all reload and inheritance pseudos
390    living at the point.  */
391 static bitmap_head *live_reload_and_inheritance_pseudos;
392 static bitmap_obstack live_reload_and_inheritance_pseudos_bitmap_obstack;
393
394 /* Allocate and initialize data about living reload pseudos at any
395    given program point.  */
396 static void
397 init_live_reload_and_inheritance_pseudos (void)
398 {
399   int i, p, max_regno = max_reg_num ();
400   lra_live_range_t r;
401
402   conflict_reload_and_inheritance_pseudos = sparseset_alloc (max_regno);
403   live_reload_and_inheritance_pseudos = XNEWVEC (bitmap_head, lra_live_max_point);
404   bitmap_obstack_initialize (&live_reload_and_inheritance_pseudos_bitmap_obstack);
405   for (p = 0; p < lra_live_max_point; p++)
406     bitmap_initialize (&live_reload_and_inheritance_pseudos[p],
407                        &live_reload_and_inheritance_pseudos_bitmap_obstack);
408   for (i = lra_constraint_new_regno_start; i < max_regno; i++)
409     {
410       for (r = lra_reg_info[i].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
411         for (p = r->start; p <= r->finish; p++)
412           bitmap_set_bit (&live_reload_and_inheritance_pseudos[p], i);
413     }
414 }
415
416 /* Finalize data about living reload pseudos at any given program
417    point.  */
418 static void
419 finish_live_reload_and_inheritance_pseudos (void)
420 {
421   sparseset_free (conflict_reload_and_inheritance_pseudos);
422   free (live_reload_and_inheritance_pseudos);
423   bitmap_obstack_release (&live_reload_and_inheritance_pseudos_bitmap_obstack);
424 }
425
426 /* The value used to check that cost of given hard reg is really
427    defined currently.  */
428 static int curr_hard_regno_costs_check = 0;
429 /* Array used to check that cost of the corresponding hard reg (the
430    array element index) is really defined currently.  */
431 static int hard_regno_costs_check[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
432 /* The current costs of allocation of hard regs.  Defined only if the
433    value of the corresponding element of the previous array is equal to
434    CURR_HARD_REGNO_COSTS_CHECK.  */
435 static int hard_regno_costs[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
436
437 /* Adjust cost of HARD_REGNO by INCR.  Reset the cost first if it is
438    not defined yet.  */
439 static inline void
440 adjust_hard_regno_cost (int hard_regno, int incr)
441 {
442   if (hard_regno_costs_check[hard_regno] != curr_hard_regno_costs_check)
443     hard_regno_costs[hard_regno] = 0;
444   hard_regno_costs_check[hard_regno] = curr_hard_regno_costs_check;
445   hard_regno_costs[hard_regno] += incr;
446 }
447
448 /* Try to find a free hard register for pseudo REGNO.  Return the
449    hard register on success and set *COST to the cost of using
450    that register.  (If several registers have equal cost, the one with
451    the highest priority wins.)  Return -1 on failure.
452
453    If TRY_ONLY_HARD_REGNO >= 0, consider only that hard register,
454    otherwise consider all hard registers in REGNO's class.  */
455 static int
456 find_hard_regno_for (int regno, int *cost, int try_only_hard_regno)
457 {
458   HARD_REG_SET conflict_set;
459   int best_cost = INT_MAX, best_priority = INT_MIN, best_usage = INT_MAX;
460   lra_live_range_t r;
461   int p, i, j, rclass_size, best_hard_regno, priority, hard_regno;
462   int hr, conflict_hr, nregs;
463   enum machine_mode biggest_mode;
464   unsigned int k, conflict_regno;
465   int val, biggest_nregs, nregs_diff;
466   enum reg_class rclass;
467   bitmap_iterator bi;
468   bool *rclass_intersect_p;
469   HARD_REG_SET impossible_start_hard_regs;
470
471   COPY_HARD_REG_SET (conflict_set, lra_no_alloc_regs);
472   rclass = regno_allocno_class_array[regno];
473   rclass_intersect_p = ira_reg_classes_intersect_p[rclass];
474   curr_hard_regno_costs_check++;
475   sparseset_clear (conflict_reload_and_inheritance_pseudos);
476   sparseset_clear (live_range_hard_reg_pseudos);
477   IOR_HARD_REG_SET (conflict_set, lra_reg_info[regno].conflict_hard_regs);
478   biggest_mode = lra_reg_info[regno].biggest_mode;
479   for (r = lra_reg_info[regno].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
480     {
481       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&live_hard_reg_pseudos[r->start], 0, k, bi)
482         if (rclass_intersect_p[regno_allocno_class_array[k]])
483           sparseset_set_bit (live_range_hard_reg_pseudos, k);
484       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&live_reload_and_inheritance_pseudos[r->start],
485                                 0, k, bi)
486         if (lra_reg_info[k].preferred_hard_regno1 >= 0
487             && live_pseudos_reg_renumber[k] < 0
488             && rclass_intersect_p[regno_allocno_class_array[k]])
489           sparseset_set_bit (conflict_reload_and_inheritance_pseudos, k);
490       for (p = r->start + 1; p <= r->finish; p++)
491         {
492           lra_live_range_t r2;
493
494           for (r2 = start_point_ranges[p];
495                r2 != NULL;
496                r2 = r2->start_next)
497             {
498               if (r2->regno >= lra_constraint_new_regno_start
499                   && lra_reg_info[r2->regno].preferred_hard_regno1 >= 0
500                   && live_pseudos_reg_renumber[r2->regno] < 0
501                   && rclass_intersect_p[regno_allocno_class_array[r2->regno]])
502                 sparseset_set_bit (conflict_reload_and_inheritance_pseudos,
503                                    r2->regno);
504               if (live_pseudos_reg_renumber[r2->regno] >= 0
505                   && rclass_intersect_p[regno_allocno_class_array[r2->regno]])
506                 sparseset_set_bit (live_range_hard_reg_pseudos, r2->regno);
507             }
508         }
509     }
510   if ((hard_regno = lra_reg_info[regno].preferred_hard_regno1) >= 0)
511     {
512       adjust_hard_regno_cost
513         (hard_regno, -lra_reg_info[regno].preferred_hard_regno_profit1);
514       if ((hard_regno = lra_reg_info[regno].preferred_hard_regno2) >= 0)
515         adjust_hard_regno_cost
516           (hard_regno, -lra_reg_info[regno].preferred_hard_regno_profit2);
517     }
518 #ifdef STACK_REGS
519   if (lra_reg_info[regno].no_stack_p)
520     for (i = FIRST_STACK_REG; i <= LAST_STACK_REG; i++)
521       SET_HARD_REG_BIT (conflict_set, i);
522 #endif
523   sparseset_clear_bit (conflict_reload_and_inheritance_pseudos, regno);
524   val = lra_reg_info[regno].val;
525   CLEAR_HARD_REG_SET (impossible_start_hard_regs);
526   EXECUTE_IF_SET_IN_SPARSESET (live_range_hard_reg_pseudos, conflict_regno)
527     if (val == lra_reg_info[conflict_regno].val)
528       {
529         conflict_hr = live_pseudos_reg_renumber[conflict_regno];
530         nregs = (hard_regno_nregs[conflict_hr]
531                  [lra_reg_info[conflict_regno].biggest_mode]);
532         /* Remember about multi-register pseudos.  For example, 2 hard
533            register pseudos can start on the same hard register but can
534            not start on HR and HR+1/HR-1.  */
535         for (hr = conflict_hr + 1;
536              hr < FIRST_PSEUDO_REGISTER && hr < conflict_hr + nregs;
537              hr++)
538           SET_HARD_REG_BIT (impossible_start_hard_regs, hr);
539         for (hr = conflict_hr - 1;
540              hr >= 0 && hr + hard_regno_nregs[hr][biggest_mode] > conflict_hr;
541              hr--)
542           SET_HARD_REG_BIT (impossible_start_hard_regs, hr);
543       }
544     else
545       {
546         add_to_hard_reg_set (&conflict_set,
547                              lra_reg_info[conflict_regno].biggest_mode,
548                              live_pseudos_reg_renumber[conflict_regno]);
549         if (hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[rclass],
550                                    conflict_set))
551           return -1;
552       }
553   EXECUTE_IF_SET_IN_SPARSESET (conflict_reload_and_inheritance_pseudos,
554                                conflict_regno)
555     if (val != lra_reg_info[conflict_regno].val)
556       {
557         lra_assert (live_pseudos_reg_renumber[conflict_regno] < 0);
558         if ((hard_regno
559              = lra_reg_info[conflict_regno].preferred_hard_regno1) >= 0)
560           {
561             adjust_hard_regno_cost
562               (hard_regno,
563                lra_reg_info[conflict_regno].preferred_hard_regno_profit1);
564             if ((hard_regno
565                  = lra_reg_info[conflict_regno].preferred_hard_regno2) >= 0)
566               adjust_hard_regno_cost
567                 (hard_regno,
568                  lra_reg_info[conflict_regno].preferred_hard_regno_profit2);
569           }
570       }
571   /* Make sure that all registers in a multi-word pseudo belong to the
572      required class.  */
573   IOR_COMPL_HARD_REG_SET (conflict_set, reg_class_contents[rclass]);
574   lra_assert (rclass != NO_REGS);
575   rclass_size = ira_class_hard_regs_num[rclass];
576   best_hard_regno = -1;
577   hard_regno = ira_class_hard_regs[rclass][0];
578   biggest_nregs = hard_regno_nregs[hard_regno][biggest_mode];
579   nregs_diff = (biggest_nregs
580                 - hard_regno_nregs[hard_regno][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)]);
581   for (i = 0; i < rclass_size; i++)
582     {
583       if (try_only_hard_regno >= 0)
584         hard_regno = try_only_hard_regno;
585       else
586         hard_regno = ira_class_hard_regs[rclass][i];
587       if (! overlaps_hard_reg_set_p (conflict_set,
588                                      PSEUDO_REGNO_MODE (regno), hard_regno)
589           /* We can not use prohibited_class_mode_regs because it is
590              not defined for all classes.  */
591           && HARD_REGNO_MODE_OK (hard_regno, PSEUDO_REGNO_MODE (regno))
592           && ! TEST_HARD_REG_BIT (impossible_start_hard_regs, hard_regno)
593           && (nregs_diff == 0
594               || (WORDS_BIG_ENDIAN
595                   ? (hard_regno - nregs_diff >= 0
596                      && TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[rclass],
597                                            hard_regno - nregs_diff))
598                   : TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[rclass],
599                                        hard_regno + nregs_diff))))
600         {
601           if (hard_regno_costs_check[hard_regno]
602               != curr_hard_regno_costs_check)
603             {
604               hard_regno_costs_check[hard_regno] = curr_hard_regno_costs_check;
605               hard_regno_costs[hard_regno] = 0;
606             }
607           for (j = 0;
608                j < hard_regno_nregs[hard_regno][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
609                j++)
610             if (! TEST_HARD_REG_BIT (call_used_reg_set, hard_regno + j)
611                 && ! df_regs_ever_live_p (hard_regno + j))
612               /* It needs save restore.  */
613               hard_regno_costs[hard_regno]
614                 += 2 * ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->frequency;
615           priority = targetm.register_priority (hard_regno);
616           if (best_hard_regno < 0 || hard_regno_costs[hard_regno] < best_cost
617               || (hard_regno_costs[hard_regno] == best_cost
618                   && (priority > best_priority
619                       /* Hard register usage leveling actually results
620                          in bigger code for targets with conditional
621                          execution like ARM because it reduces chance
622                          of if-conversion after LRA.  */
623                       || (! targetm.have_conditional_execution ()
624                           && priority == best_priority
625                           && best_usage > lra_hard_reg_usage[hard_regno]))))
626             {
627               best_hard_regno = hard_regno;
628               best_cost = hard_regno_costs[hard_regno];
629               best_priority = priority;
630               best_usage = lra_hard_reg_usage[hard_regno];
631             }
632         }
633       if (try_only_hard_regno >= 0)
634         break;
635     }
636   if (best_hard_regno >= 0)
637     *cost = best_cost - lra_reg_info[regno].freq;
638   return best_hard_regno;
639 }
640
641 /* Current value used for checking elements in
642    update_hard_regno_preference_check.  */
643 static int curr_update_hard_regno_preference_check;
644 /* If an element value is equal to the above variable value, then the
645    corresponding regno has been processed for preference
646    propagation.  */
647 static int *update_hard_regno_preference_check;
648
649 /* Update the preference for using HARD_REGNO for pseudos that are
650    connected directly or indirectly with REGNO.  Apply divisor DIV
651    to any preference adjustments.
652
653    The more indirectly a pseudo is connected, the smaller its effect
654    should be.  We therefore increase DIV on each "hop".  */
655 static void
656 update_hard_regno_preference (int regno, int hard_regno, int div)
657 {
658   int another_regno, cost;
659   lra_copy_t cp, next_cp;
660
661   /* Search depth 5 seems to be enough.  */
662   if (div > (1 << 5))
663     return;
664   for (cp = lra_reg_info[regno].copies; cp != NULL; cp = next_cp)
665     {
666       if (cp->regno1 == regno)
667         {
668           next_cp = cp->regno1_next;
669           another_regno = cp->regno2;
670         }
671       else if (cp->regno2 == regno)
672         {
673           next_cp = cp->regno2_next;
674           another_regno = cp->regno1;
675         }
676       else
677         gcc_unreachable ();
678       if (reg_renumber[another_regno] < 0
679           && (update_hard_regno_preference_check[another_regno]
680               != curr_update_hard_regno_preference_check))
681         {
682           update_hard_regno_preference_check[another_regno]
683             = curr_update_hard_regno_preference_check;
684           cost = cp->freq < div ? 1 : cp->freq / div;
685           lra_setup_reload_pseudo_preferenced_hard_reg
686             (another_regno, hard_regno, cost);
687           update_hard_regno_preference (another_regno, hard_regno, div * 2);
688         }
689     }
690 }
691
692 /* Update REG_RENUMBER and other pseudo preferences by assignment of
693    HARD_REGNO to pseudo REGNO and print about it if PRINT_P.  */
694 void
695 lra_setup_reg_renumber (int regno, int hard_regno, bool print_p)
696 {
697   int i, hr;
698
699   /* We can not just reassign hard register.  */
700   lra_assert (hard_regno < 0 || reg_renumber[regno] < 0);
701   if ((hr = hard_regno) < 0)
702     hr = reg_renumber[regno];
703   reg_renumber[regno] = hard_regno;
704   lra_assert (hr >= 0);
705   for (i = 0; i < hard_regno_nregs[hr][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)]; i++)
706     if (hard_regno < 0)
707       lra_hard_reg_usage[hr + i] -= lra_reg_info[regno].freq;
708     else
709       lra_hard_reg_usage[hr + i] += lra_reg_info[regno].freq;
710   if (print_p && lra_dump_file != NULL)
711     fprintf (lra_dump_file, "      Assign %d to %sr%d (freq=%d)\n",
712              reg_renumber[regno],
713              regno < lra_constraint_new_regno_start
714              ? ""
715              : bitmap_bit_p (&lra_inheritance_pseudos, regno) ? "inheritance "
716              : bitmap_bit_p (&lra_split_regs, regno) ? "split "
717              : bitmap_bit_p (&lra_optional_reload_pseudos, regno)
718              ? "optional reload ": "reload ",
719              regno, lra_reg_info[regno].freq);
720   if (hard_regno >= 0)
721     {
722       curr_update_hard_regno_preference_check++;
723       update_hard_regno_preference (regno, hard_regno, 1);
724     }
725 }
726
727 /* Pseudos which occur in insns containing a particular pseudo.  */
728 static bitmap_head insn_conflict_pseudos;
729
730 /* Bitmaps used to contain spill pseudos for given pseudo hard regno
731    and best spill pseudos for given pseudo (and best hard regno).  */
732 static bitmap_head spill_pseudos_bitmap, best_spill_pseudos_bitmap;
733
734 /* Current pseudo check for validity of elements in
735    TRY_HARD_REG_PSEUDOS.  */
736 static int curr_pseudo_check;
737 /* Array used for validity of elements in TRY_HARD_REG_PSEUDOS.  */
738 static int try_hard_reg_pseudos_check[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
739 /* Pseudos who hold given hard register at the considered points.  */
740 static bitmap_head try_hard_reg_pseudos[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
741
742 /* Set up try_hard_reg_pseudos for given program point P and class
743    RCLASS.  Those are pseudos living at P and assigned to a hard
744    register of RCLASS.  In other words, those are pseudos which can be
745    spilled to assign a hard register of RCLASS to a pseudo living at
746    P.  */
747 static void
748 setup_try_hard_regno_pseudos (int p, enum reg_class rclass)
749 {
750   int i, hard_regno;
751   enum machine_mode mode;
752   unsigned int spill_regno;
753   bitmap_iterator bi;
754
755   /* Find what pseudos could be spilled.  */
756   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&live_hard_reg_pseudos[p], 0, spill_regno, bi)
757     {
758       mode = PSEUDO_REGNO_MODE (spill_regno);
759       hard_regno = live_pseudos_reg_renumber[spill_regno];
760       if (overlaps_hard_reg_set_p (reg_class_contents[rclass],
761                                    mode, hard_regno))
762         {
763           for (i = hard_regno_nregs[hard_regno][mode] - 1; i >= 0; i--)
764             {
765               if (try_hard_reg_pseudos_check[hard_regno + i]
766                   != curr_pseudo_check)
767                 {
768                   try_hard_reg_pseudos_check[hard_regno + i]
769                     = curr_pseudo_check;
770                   bitmap_clear (&try_hard_reg_pseudos[hard_regno + i]);
771                 }
772               bitmap_set_bit (&try_hard_reg_pseudos[hard_regno + i],
773                               spill_regno);
774             }
775         }
776     }
777 }
778
779 /* Assign temporarily HARD_REGNO to pseudo REGNO.  Temporary
780    assignment means that we might undo the data change.  */
781 static void
782 assign_temporarily (int regno, int hard_regno)
783 {
784   int p;
785   lra_live_range_t r;
786
787   for (r = lra_reg_info[regno].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
788     {
789       for (p = r->start; p <= r->finish; p++)
790         if (hard_regno < 0)
791           bitmap_clear_bit (&live_hard_reg_pseudos[p], regno);
792         else
793           {
794             bitmap_set_bit (&live_hard_reg_pseudos[p], regno);
795             insert_in_live_range_start_chain (regno);
796           }
797     }
798   live_pseudos_reg_renumber[regno] = hard_regno;
799 }
800
801 /* Array used for sorting reload pseudos for subsequent allocation
802    after spilling some pseudo.  */
803 static int *sorted_reload_pseudos;
804
805 /* Spill some pseudos for a reload pseudo REGNO and return hard
806    register which should be used for pseudo after spilling.  The
807    function adds spilled pseudos to SPILLED_PSEUDO_BITMAP.  When we
808    choose hard register (and pseudos occupying the hard registers and
809    to be spilled), we take into account not only how REGNO will
810    benefit from the spills but also how other reload pseudos not yet
811    assigned to hard registers benefit from the spills too.  In very
812    rare cases, the function can fail and return -1.  */
813 static int
814 spill_for (int regno, bitmap spilled_pseudo_bitmap)
815 {
816   int i, j, n, p, hard_regno, best_hard_regno, cost, best_cost, rclass_size;
817   int reload_hard_regno, reload_cost;
818   enum machine_mode mode;
819   enum reg_class rclass;
820   unsigned int spill_regno, reload_regno, uid;
821   int insn_pseudos_num, best_insn_pseudos_num;
822   lra_live_range_t r;
823   bitmap_iterator bi;
824
825   rclass = regno_allocno_class_array[regno];
826   lra_assert (reg_renumber[regno] < 0 && rclass != NO_REGS);
827   bitmap_clear (&insn_conflict_pseudos);
828   bitmap_clear (&best_spill_pseudos_bitmap);
829   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&lra_reg_info[regno].insn_bitmap, 0, uid, bi)
830     {
831       struct lra_insn_reg *ir;
832
833       for (ir = lra_get_insn_regs (uid); ir != NULL; ir = ir->next)
834         if (ir->regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
835           bitmap_set_bit (&insn_conflict_pseudos, ir->regno);
836     }
837   best_hard_regno = -1;
838   best_cost = INT_MAX;
839   best_insn_pseudos_num = INT_MAX;
840   rclass_size = ira_class_hard_regs_num[rclass];
841   mode = PSEUDO_REGNO_MODE (regno);
842   /* Invalidate try_hard_reg_pseudos elements.  */
843   curr_pseudo_check++;
844   for (r = lra_reg_info[regno].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
845     for (p = r->start; p <= r->finish; p++)
846       setup_try_hard_regno_pseudos (p, rclass);
847   for (i = 0; i < rclass_size; i++)
848     {
849       hard_regno = ira_class_hard_regs[rclass][i];
850       bitmap_clear (&spill_pseudos_bitmap);
851       for (j = hard_regno_nregs[hard_regno][mode] - 1; j >= 0; j--)
852         {
853           if (try_hard_reg_pseudos_check[hard_regno + j] != curr_pseudo_check)
854             continue;
855           lra_assert (!bitmap_empty_p (&try_hard_reg_pseudos[hard_regno + j]));
856           bitmap_ior_into (&spill_pseudos_bitmap,
857                            &try_hard_reg_pseudos[hard_regno + j]);
858         }
859       /* Spill pseudos.  */
860       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&spill_pseudos_bitmap, 0, spill_regno, bi)
861         if ((int) spill_regno >= lra_constraint_new_regno_start
862             && ! bitmap_bit_p (&lra_inheritance_pseudos, spill_regno)
863             && ! bitmap_bit_p (&lra_split_regs, spill_regno)
864             && ! bitmap_bit_p (&lra_optional_reload_pseudos, spill_regno))
865           goto fail;
866       insn_pseudos_num = 0;
867       if (lra_dump_file != NULL)
868         fprintf (lra_dump_file, "        Trying %d:", hard_regno);
869       sparseset_clear (live_range_reload_inheritance_pseudos);
870       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&spill_pseudos_bitmap, 0, spill_regno, bi)
871         {
872           if (bitmap_bit_p (&insn_conflict_pseudos, spill_regno))
873             insn_pseudos_num++;
874           for (r = lra_reg_info[spill_regno].live_ranges;
875                r != NULL;
876                r = r->next)
877             {
878               for (p = r->start; p <= r->finish; p++)
879                 {
880                   lra_live_range_t r2;
881
882                   for (r2 = start_point_ranges[p];
883                        r2 != NULL;
884                        r2 = r2->start_next)
885                     if (r2->regno >= lra_constraint_new_regno_start)
886                       sparseset_set_bit (live_range_reload_inheritance_pseudos,
887                                          r2->regno);
888                 }
889             }
890         }
891       n = 0;
892       EXECUTE_IF_SET_IN_SPARSESET (live_range_reload_inheritance_pseudos,
893                                    reload_regno)
894         if ((int) reload_regno != regno
895             && (ira_reg_classes_intersect_p
896                 [rclass][regno_allocno_class_array[reload_regno]])
897             && live_pseudos_reg_renumber[reload_regno] < 0
898             && find_hard_regno_for (reload_regno, &cost, -1) < 0)
899           sorted_reload_pseudos[n++] = reload_regno;
900       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&spill_pseudos_bitmap, 0, spill_regno, bi)
901         {
902           update_lives (spill_regno, true);
903           if (lra_dump_file != NULL)
904             fprintf (lra_dump_file, " spill %d(freq=%d)",
905                      spill_regno, lra_reg_info[spill_regno].freq);
906         }
907       hard_regno = find_hard_regno_for (regno, &cost, -1);
908       if (hard_regno >= 0)
909         {
910           assign_temporarily (regno, hard_regno);
911           qsort (sorted_reload_pseudos, n, sizeof (int),
912                  reload_pseudo_compare_func);
913           for (j = 0; j < n; j++)
914             {
915               reload_regno = sorted_reload_pseudos[j];
916               lra_assert (live_pseudos_reg_renumber[reload_regno] < 0);
917               if ((reload_hard_regno
918                    = find_hard_regno_for (reload_regno,
919                                           &reload_cost, -1)) >= 0)
920                 {
921                   if (lra_dump_file != NULL)
922                     fprintf (lra_dump_file, " assign %d(cost=%d)",
923                              reload_regno, reload_cost);
924                   assign_temporarily (reload_regno, reload_hard_regno);
925                   cost += reload_cost;
926                 }
927             }
928           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&spill_pseudos_bitmap, 0, spill_regno, bi)
929             {
930               rtx x;
931
932               cost += lra_reg_info[spill_regno].freq;
933               if (ira_reg_equiv[spill_regno].memory != NULL
934                   || ira_reg_equiv[spill_regno].constant != NULL)
935                 for (x = ira_reg_equiv[spill_regno].init_insns;
936                      x != NULL;
937                      x = XEXP (x, 1))
938                   cost -= REG_FREQ_FROM_BB (BLOCK_FOR_INSN (XEXP (x, 0)));
939             }
940           if (best_insn_pseudos_num > insn_pseudos_num
941               || (best_insn_pseudos_num == insn_pseudos_num
942                   && best_cost > cost))
943             {
944               best_insn_pseudos_num = insn_pseudos_num;
945               best_cost = cost;
946               best_hard_regno = hard_regno;
947               bitmap_copy (&best_spill_pseudos_bitmap, &spill_pseudos_bitmap);
948               if (lra_dump_file != NULL)
949                 fprintf (lra_dump_file, "        Now best %d(cost=%d)\n",
950                          hard_regno, cost);
951             }
952           assign_temporarily (regno, -1);
953           for (j = 0; j < n; j++)
954             {
955               reload_regno = sorted_reload_pseudos[j];
956               if (live_pseudos_reg_renumber[reload_regno] >= 0)
957                 assign_temporarily (reload_regno, -1);
958             }
959         }
960       if (lra_dump_file != NULL)
961         fprintf (lra_dump_file, "\n");
962       /* Restore the live hard reg pseudo info for spilled pseudos.  */
963       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&spill_pseudos_bitmap, 0, spill_regno, bi)
964         update_lives (spill_regno, false);
965     fail:
966       ;
967     }
968   /* Spill: */
969   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&best_spill_pseudos_bitmap, 0, spill_regno, bi)
970     {
971       if (lra_dump_file != NULL)
972         fprintf (lra_dump_file, "      Spill %sr%d(hr=%d, freq=%d) for r%d\n",
973                  ((int) spill_regno < lra_constraint_new_regno_start
974                   ? ""
975                   : bitmap_bit_p (&lra_inheritance_pseudos, spill_regno)
976                   ? "inheritance "
977                   : bitmap_bit_p (&lra_split_regs, spill_regno)
978                   ? "split "
979                   : bitmap_bit_p (&lra_optional_reload_pseudos, spill_regno)
980                   ? "optional reload " : "reload "),
981                  spill_regno, reg_renumber[spill_regno],
982                  lra_reg_info[spill_regno].freq, regno);
983       update_lives (spill_regno, true);
984       lra_setup_reg_renumber (spill_regno, -1, false);
985     }
986   bitmap_ior_into (spilled_pseudo_bitmap, &best_spill_pseudos_bitmap);
987   return best_hard_regno;
988 }
989
990 /* Assign HARD_REGNO to REGNO.  */
991 static void
992 assign_hard_regno (int hard_regno, int regno)
993 {
994   int i;
995
996   lra_assert (hard_regno >= 0);
997   lra_setup_reg_renumber (regno, hard_regno, true);
998   update_lives (regno, false);
999   for (i = 0;
1000        i < hard_regno_nregs[hard_regno][lra_reg_info[regno].biggest_mode];
1001        i++)
1002     df_set_regs_ever_live (hard_regno + i, true);
1003 }
1004
1005 /* Array used for sorting different pseudos.  */
1006 static int *sorted_pseudos;
1007
1008 /* The constraints pass is allowed to create equivalences between
1009    pseudos that make the current allocation "incorrect" (in the sense
1010    that pseudos are assigned to hard registers from their own conflict
1011    sets).  The global variable lra_risky_transformations_p says
1012    whether this might have happened.
1013
1014    Process pseudos assigned to hard registers (less frequently used
1015    first), spill if a conflict is found, and mark the spilled pseudos
1016    in SPILLED_PSEUDO_BITMAP.  Set up LIVE_HARD_REG_PSEUDOS from
1017    pseudos, assigned to hard registers.  */
1018 static void
1019 setup_live_pseudos_and_spill_after_risky_transforms (bitmap
1020                                                      spilled_pseudo_bitmap)
1021 {
1022   int p, i, j, n, regno, hard_regno;
1023   unsigned int k, conflict_regno;
1024   int val;
1025   HARD_REG_SET conflict_set;
1026   enum machine_mode mode;
1027   lra_live_range_t r;
1028   bitmap_iterator bi;
1029   int max_regno = max_reg_num ();
1030
1031   if (! lra_risky_transformations_p)
1032     {
1033       for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
1034         if (reg_renumber[i] >= 0 && lra_reg_info[i].nrefs > 0)
1035           update_lives (i, false);
1036       return;
1037     }
1038   for (n = 0, i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
1039     if (reg_renumber[i] >= 0 && lra_reg_info[i].nrefs > 0)
1040       sorted_pseudos[n++] = i;
1041   qsort (sorted_pseudos, n, sizeof (int), pseudo_compare_func);
1042   for (i = n - 1; i >= 0; i--)
1043     {
1044       regno = sorted_pseudos[i];
1045       hard_regno = reg_renumber[regno];
1046       lra_assert (hard_regno >= 0);
1047       mode = lra_reg_info[regno].biggest_mode;
1048       sparseset_clear (live_range_hard_reg_pseudos);
1049       for (r = lra_reg_info[regno].live_ranges; r != NULL; r = r->next)
1050         {
1051           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&live_hard_reg_pseudos[r->start], 0, k, bi)
1052             sparseset_set_bit (live_range_hard_reg_pseudos, k);
1053           for (p = r->start + 1; p <= r->finish; p++)
1054             {
1055               lra_live_range_t r2;
1056
1057               for (r2 = start_point_ranges[p];
1058                    r2 != NULL;
1059                    r2 = r2->start_next)
1060                 if (live_pseudos_reg_renumber[r2->regno] >= 0)
1061                   sparseset_set_bit (live_range_hard_reg_pseudos, r2->regno);
1062             }
1063         }
1064       COPY_HARD_REG_SET (conflict_set, lra_no_alloc_regs);
1065       IOR_HARD_REG_SET (conflict_set, lra_reg_info[regno].conflict_hard_regs);
1066       val = lra_reg_info[regno].val;
1067       EXECUTE_IF_SET_IN_SPARSESET (live_range_hard_reg_pseudos, conflict_regno)
1068         if (val != lra_reg_info[conflict_regno].val
1069             /* If it is multi-register pseudos they should start on
1070                the same hard register.  */
1071             || hard_regno != reg_renumber[conflict_regno])
1072           add_to_hard_reg_set (&conflict_set,
1073                                lra_reg_info[conflict_regno].biggest_mode,
1074                                reg_renumber[conflict_regno]);
1075       if (! overlaps_hard_reg_set_p (conflict_set, mode, hard_regno))
1076         {
1077           update_lives (regno, false);
1078           continue;
1079         }
1080       bitmap_set_bit (spilled_pseudo_bitmap, regno);
1081       for (j = 0;
1082            j < hard_regno_nregs[hard_regno][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
1083            j++)
1084         lra_hard_reg_usage[hard_regno + j] -= lra_reg_info[regno].freq;
1085       reg_renumber[regno] = -1;
1086       if (lra_dump_file != NULL)
1087         fprintf (lra_dump_file, "    Spill r%d after risky transformations\n",
1088                  regno);
1089     }
1090 }
1091
1092 /* Improve allocation by assigning the same hard regno of inheritance
1093    pseudos to the connected pseudos.  We need this because inheritance
1094    pseudos are allocated after reload pseudos in the thread and when
1095    we assign a hard register to a reload pseudo we don't know yet that
1096    the connected inheritance pseudos can get the same hard register.
1097    Add pseudos with changed allocation to bitmap CHANGED_PSEUDOS.  */
1098 static void
1099 improve_inheritance (bitmap changed_pseudos)
1100 {
1101   unsigned int k;
1102   int regno, another_regno, hard_regno, another_hard_regno, cost, i, n;
1103   lra_copy_t cp, next_cp;
1104   bitmap_iterator bi;
1105
1106   if (lra_inheritance_iter > LRA_MAX_INHERITANCE_PASSES)
1107     return;
1108   n = 0;
1109   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&lra_inheritance_pseudos, 0, k, bi)
1110     if (reg_renumber[k] >= 0 && lra_reg_info[k].nrefs != 0)
1111       sorted_pseudos[n++] = k;
1112   qsort (sorted_pseudos, n, sizeof (int), pseudo_compare_func);
1113   for (i = 0; i < n; i++)
1114     {
1115       regno = sorted_pseudos[i];
1116       hard_regno = reg_renumber[regno];
1117       lra_assert (hard_regno >= 0);
1118       for (cp = lra_reg_info[regno].copies; cp != NULL; cp = next_cp)
1119         {
1120           if (cp->regno1 == regno)
1121             {
1122               next_cp = cp->regno1_next;
1123               another_regno = cp->regno2;
1124             }
1125           else if (cp->regno2 == regno)
1126             {
1127               next_cp = cp->regno2_next;
1128               another_regno = cp->regno1;
1129             }
1130           else
1131             gcc_unreachable ();
1132           /* Don't change reload pseudo allocation.  It might have
1133              this allocation for a purpose and changing it can result
1134              in LRA cycling.  */
1135           if ((another_regno < lra_constraint_new_regno_start
1136                || bitmap_bit_p (&lra_inheritance_pseudos, another_regno))
1137               && (another_hard_regno = reg_renumber[another_regno]) >= 0
1138               && another_hard_regno != hard_regno)
1139             {
1140               if (lra_dump_file != NULL)
1141                 fprintf
1142                   (lra_dump_file,
1143                    "    Improving inheritance for %d(%d) and %d(%d)...\n",
1144                    regno, hard_regno, another_regno, another_hard_regno);
1145               update_lives (another_regno, true);
1146               lra_setup_reg_renumber (another_regno, -1, false);
1147               if (hard_regno
1148                   == find_hard_regno_for (another_regno, &cost, hard_regno))
1149                 assign_hard_regno (hard_regno, another_regno);
1150               else
1151                 assign_hard_regno (another_hard_regno, another_regno);
1152               bitmap_set_bit (changed_pseudos, another_regno);
1153             }
1154         }
1155     }
1156 }
1157
1158
1159 /* Bitmap finally containing all pseudos spilled on this assignment
1160    pass.  */
1161 static bitmap_head all_spilled_pseudos;
1162 /* All pseudos whose allocation was changed.  */
1163 static bitmap_head changed_pseudo_bitmap;
1164
1165 /* Assign hard registers to reload pseudos and other pseudos.  */
1166 static void
1167 assign_by_spills (void)
1168 {
1169   int i, n, nfails, iter, regno, hard_regno, cost, restore_regno;
1170   rtx insn;
1171   basic_block bb;
1172   bitmap_head changed_insns, do_not_assign_nonreload_pseudos;
1173   unsigned int u;
1174   bitmap_iterator bi;
1175   bool reload_p;
1176   int max_regno = max_reg_num ();
1177
1178   for (n = 0, i = lra_constraint_new_regno_start; i < max_regno; i++)
1179     if (reg_renumber[i] < 0 && lra_reg_info[i].nrefs != 0
1180         && regno_allocno_class_array[i] != NO_REGS)
1181       sorted_pseudos[n++] = i;
1182   bitmap_initialize (&insn_conflict_pseudos, &reg_obstack);
1183   bitmap_initialize (&spill_pseudos_bitmap, &reg_obstack);
1184   bitmap_initialize (&best_spill_pseudos_bitmap, &reg_obstack);
1185   update_hard_regno_preference_check = XCNEWVEC (int, max_regno);
1186   curr_update_hard_regno_preference_check = 0;
1187   memset (try_hard_reg_pseudos_check, 0, sizeof (try_hard_reg_pseudos_check));
1188   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1189     bitmap_initialize (&try_hard_reg_pseudos[i], &reg_obstack);
1190   curr_pseudo_check = 0;
1191   bitmap_initialize (&changed_insns, &reg_obstack);
1192   bitmap_initialize (&non_reload_pseudos, &reg_obstack);
1193   bitmap_ior (&non_reload_pseudos, &lra_inheritance_pseudos, &lra_split_regs);
1194   bitmap_ior_into (&non_reload_pseudos, &lra_optional_reload_pseudos);
1195   for (iter = 0; iter <= 1; iter++)
1196     {
1197       qsort (sorted_pseudos, n, sizeof (int), reload_pseudo_compare_func);
1198       nfails = 0;
1199       for (i = 0; i < n; i++)
1200         {
1201           regno = sorted_pseudos[i];
1202           if (lra_dump_file != NULL)
1203             fprintf (lra_dump_file, "    Assigning to %d "
1204                      "(cl=%s, orig=%d, freq=%d, tfirst=%d, tfreq=%d)...\n",
1205                      regno, reg_class_names[regno_allocno_class_array[regno]],
1206                      ORIGINAL_REGNO (regno_reg_rtx[regno]),
1207                      lra_reg_info[regno].freq, regno_assign_info[regno].first,
1208                      regno_assign_info[regno_assign_info[regno].first].freq);
1209           hard_regno = find_hard_regno_for (regno, &cost, -1);
1210           reload_p = ! bitmap_bit_p (&non_reload_pseudos, regno);
1211           if (hard_regno < 0 && reload_p)
1212             hard_regno = spill_for (regno, &all_spilled_pseudos);
1213           if (hard_regno < 0)
1214             {
1215               if (reload_p)
1216                 sorted_pseudos[nfails++] = regno;
1217             }
1218           else
1219             {
1220               /* This register might have been spilled by the previous
1221                  pass.  Indicate that it is no longer spilled.  */
1222               bitmap_clear_bit (&all_spilled_pseudos, regno);
1223               assign_hard_regno (hard_regno, regno);
1224               if (! reload_p)
1225                 /* As non-reload pseudo assignment is changed we
1226                    should reconsider insns referring for the
1227                    pseudo.  */
1228                 bitmap_set_bit (&changed_pseudo_bitmap, regno);
1229             }
1230         }
1231       if (nfails == 0)
1232         break;
1233       if (iter > 0)
1234         {
1235           /* We did not assign hard regs to reload pseudos after two
1236              iteration.  It means something is wrong with asm insn
1237              constraints.  Report it.  */
1238           bool asm_p = false;
1239           bitmap_head failed_reload_insns;
1240
1241           bitmap_initialize (&failed_reload_insns, &reg_obstack);
1242           for (i = 0; i < nfails; i++)
1243             {
1244               regno = sorted_pseudos[i];
1245               bitmap_ior_into (&failed_reload_insns,
1246                                &lra_reg_info[regno].insn_bitmap);
1247               /* Assign an arbitrary hard register of regno class to
1248                  avoid further trouble with the asm insns.  */
1249               bitmap_clear_bit (&all_spilled_pseudos, regno);
1250               assign_hard_regno
1251                 (ira_class_hard_regs[regno_allocno_class_array[regno]][0],
1252                  regno);
1253             }
1254           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&failed_reload_insns, 0, u, bi)
1255             {
1256               insn = lra_insn_recog_data[u]->insn;
1257               if (asm_noperands (PATTERN (insn)) >= 0)
1258                 {
1259                   asm_p = true;
1260                   error_for_asm (insn,
1261                                  "%<asm%> operand has impossible constraints");
1262                   /* Avoid further trouble with this insn.
1263                      For asm goto, instead of fixing up all the edges
1264                      just clear the template and clear input operands
1265                      (asm goto doesn't have any output operands).  */
1266                   if (JUMP_P (insn))
1267                     {
1268                       rtx asm_op = extract_asm_operands (PATTERN (insn));
1269                       ASM_OPERANDS_TEMPLATE (asm_op) = ggc_strdup ("");
1270                       ASM_OPERANDS_INPUT_VEC (asm_op) = rtvec_alloc (0);
1271                       ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT_VEC (asm_op) = rtvec_alloc (0);
1272                       lra_update_insn_regno_info (insn);
1273                     }
1274                   else
1275                     {
1276                       PATTERN (insn) = gen_rtx_USE (VOIDmode, const0_rtx);
1277                       lra_set_insn_deleted (insn);
1278                     }
1279                 }
1280             }
1281           gcc_assert (asm_p);
1282           break;
1283         }
1284       /* This is a very rare event.  We can not assign a hard
1285          register to reload pseudo because the hard register was
1286          assigned to another reload pseudo on a previous
1287          assignment pass.  For x86 example, on the 1st pass we
1288          assigned CX (although another hard register could be used
1289          for this) to reload pseudo in an insn, on the 2nd pass we
1290          need CX (and only this) hard register for a new reload
1291          pseudo in the same insn.  */
1292       if (lra_dump_file != NULL)
1293         fprintf (lra_dump_file, "  2nd iter for reload pseudo assignments:\n");
1294       for (i = 0; i < nfails; i++)
1295         {
1296           if (lra_dump_file != NULL)
1297             fprintf (lra_dump_file, "    Reload r%d assignment failure\n",
1298                      sorted_pseudos[i]);
1299           bitmap_ior_into (&changed_insns,
1300                            &lra_reg_info[sorted_pseudos[i]].insn_bitmap);
1301         }
1302
1303       /* FIXME: Look up the changed insns in the cached LRA insn data using
1304          an EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP over changed_insns.  */
1305       FOR_EACH_BB (bb)
1306         FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1307         if (bitmap_bit_p (&changed_insns, INSN_UID (insn)))
1308           {
1309             lra_insn_recog_data_t data;
1310             struct lra_insn_reg *r;
1311
1312             data = lra_get_insn_recog_data (insn);
1313             for (r = data->regs; r != NULL; r = r->next)
1314               {
1315                 regno = r->regno;
1316                 /* A reload pseudo did not get a hard register on the
1317                    first iteration because of the conflict with
1318                    another reload pseudos in the same insn.  So we
1319                    consider only reload pseudos assigned to hard
1320                    registers.  We shall exclude inheritance pseudos as
1321                    they can occur in original insns (not reload ones).
1322                    We can omit the check for split pseudos because
1323                    they occur only in move insns containing non-reload
1324                    pseudos.  */
1325                 if (regno < lra_constraint_new_regno_start
1326                     || bitmap_bit_p (&lra_inheritance_pseudos, regno)
1327                     || reg_renumber[regno] < 0)
1328                   continue;
1329                 sorted_pseudos[nfails++] = regno;
1330                 if (lra_dump_file != NULL)
1331                   fprintf (lra_dump_file,
1332                            "      Spill reload r%d(hr=%d, freq=%d)\n",
1333                            regno, reg_renumber[regno],
1334                            lra_reg_info[regno].freq);
1335                 update_lives (regno, true);
1336                 lra_setup_reg_renumber (regno, -1, false);
1337               }
1338           }
1339       n = nfails;
1340     }
1341   improve_inheritance (&changed_pseudo_bitmap);
1342   bitmap_clear (&non_reload_pseudos);
1343   bitmap_clear (&changed_insns);
1344   if (! lra_simple_p)
1345     {
1346       /* We should not assign to original pseudos of inheritance
1347          pseudos or split pseudos if any its inheritance pseudo did
1348          not get hard register or any its split pseudo was not split
1349          because undo inheritance/split pass will extend live range of
1350          such inheritance or split pseudos.  */
1351       bitmap_initialize (&do_not_assign_nonreload_pseudos, &reg_obstack);
1352       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&lra_inheritance_pseudos, 0, u, bi)
1353         if ((restore_regno = lra_reg_info[u].restore_regno) >= 0
1354             && reg_renumber[u] < 0
1355             && bitmap_bit_p (&lra_inheritance_pseudos, u))
1356           bitmap_set_bit (&do_not_assign_nonreload_pseudos, restore_regno);
1357       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&lra_split_regs, 0, u, bi)
1358         if ((restore_regno = lra_reg_info[u].restore_regno) >= 0
1359             && reg_renumber[u] >= 0)
1360           bitmap_set_bit (&do_not_assign_nonreload_pseudos, restore_regno);
1361       for (n = 0, i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
1362         if (((i < lra_constraint_new_regno_start
1363               && ! bitmap_bit_p (&do_not_assign_nonreload_pseudos, i))
1364              || (bitmap_bit_p (&lra_inheritance_pseudos, i)
1365                  && lra_reg_info[i].restore_regno >= 0)
1366              || (bitmap_bit_p (&lra_split_regs, i)
1367                  && lra_reg_info[i].restore_regno >= 0)
1368              || bitmap_bit_p (&lra_optional_reload_pseudos, i))
1369             && reg_renumber[i] < 0 && lra_reg_info[i].nrefs != 0
1370             && regno_allocno_class_array[i] != NO_REGS)
1371           sorted_pseudos[n++] = i;
1372       bitmap_clear (&do_not_assign_nonreload_pseudos);
1373       if (n != 0 && lra_dump_file != NULL)
1374         fprintf (lra_dump_file, "  Reassigning non-reload pseudos\n");
1375       qsort (sorted_pseudos, n, sizeof (int), pseudo_compare_func);
1376       for (i = 0; i < n; i++)
1377         {
1378           regno = sorted_pseudos[i];
1379           hard_regno = find_hard_regno_for (regno, &cost, -1);
1380           if (hard_regno >= 0)
1381             {
1382               assign_hard_regno (hard_regno, regno);
1383               /* We change allocation for non-reload pseudo on this
1384                  iteration -- mark the pseudo for invalidation of used
1385                  alternatives of insns containing the pseudo.  */
1386               bitmap_set_bit (&changed_pseudo_bitmap, regno);
1387             }
1388         }
1389     }
1390   free (update_hard_regno_preference_check);
1391   bitmap_clear (&best_spill_pseudos_bitmap);
1392   bitmap_clear (&spill_pseudos_bitmap);
1393   bitmap_clear (&insn_conflict_pseudos);
1394 }
1395
1396
1397 /* Entry function to assign hard registers to new reload pseudos
1398    starting with LRA_CONSTRAINT_NEW_REGNO_START (by possible spilling
1399    of old pseudos) and possibly to the old pseudos.  The function adds
1400    what insns to process for the next constraint pass.  Those are all
1401    insns who contains non-reload and non-inheritance pseudos with
1402    changed allocation.
1403
1404    Return true if we did not spill any non-reload and non-inheritance
1405    pseudos.  */
1406 bool
1407 lra_assign (void)
1408 {
1409   int i;
1410   unsigned int u;
1411   bitmap_iterator bi;
1412   bitmap_head insns_to_process;
1413   bool no_spills_p;
1414   int max_regno = max_reg_num ();
1415
1416   timevar_push (TV_LRA_ASSIGN);
1417   init_lives ();
1418   sorted_pseudos = XNEWVEC (int, max_regno);
1419   sorted_reload_pseudos = XNEWVEC (int, max_regno);
1420   regno_allocno_class_array = XNEWVEC (enum reg_class, max_regno);
1421   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
1422     regno_allocno_class_array[i] = lra_get_allocno_class (i);
1423   init_regno_assign_info ();
1424   bitmap_initialize (&all_spilled_pseudos, &reg_obstack);
1425   create_live_range_start_chains ();
1426   setup_live_pseudos_and_spill_after_risky_transforms (&all_spilled_pseudos);
1427 #ifdef ENABLE_CHECKING
1428   for (i = FIRST_PSEUDO_REGISTER; i < max_regno; i++)
1429     if (lra_reg_info[i].nrefs != 0 && reg_renumber[i] >= 0
1430         && lra_reg_info[i].call_p
1431         && overlaps_hard_reg_set_p (call_used_reg_set,
1432                                     PSEUDO_REGNO_MODE (i), reg_renumber[i]))
1433       gcc_unreachable ();
1434 #endif
1435   /* Setup insns to process on the next constraint pass.  */
1436   bitmap_initialize (&changed_pseudo_bitmap, &reg_obstack);
1437   init_live_reload_and_inheritance_pseudos ();
1438   assign_by_spills ();
1439   finish_live_reload_and_inheritance_pseudos ();
1440   bitmap_ior_into (&changed_pseudo_bitmap, &all_spilled_pseudos);
1441   no_spills_p = true;
1442   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&all_spilled_pseudos, 0, u, bi)
1443     /* We ignore spilled pseudos created on last inheritance pass
1444        because they will be removed.  */
1445     if (lra_reg_info[u].restore_regno < 0)
1446       {
1447         no_spills_p = false;
1448         break;
1449       }
1450   finish_live_range_start_chains ();
1451   bitmap_clear (&all_spilled_pseudos);
1452   bitmap_initialize (&insns_to_process, &reg_obstack);
1453   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&changed_pseudo_bitmap, 0, u, bi)
1454     bitmap_ior_into (&insns_to_process, &lra_reg_info[u].insn_bitmap);
1455   bitmap_clear (&changed_pseudo_bitmap);
1456   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (&insns_to_process, 0, u, bi)
1457     {
1458       lra_push_insn_by_uid (u);
1459       /* Invalidate alternatives for insn should be processed.  */
1460       lra_set_used_insn_alternative_by_uid (u, -1);
1461     }
1462   bitmap_clear (&insns_to_process);
1463   finish_regno_assign_info ();
1464   free (regno_allocno_class_array);
1465   free (sorted_pseudos);
1466   free (sorted_reload_pseudos);
1467   finish_lives ();
1468   timevar_pop (TV_LRA_ASSIGN);
1469   return no_spills_p;
1470 }