Update change log
[platform/upstream/gcc48.git] / gcc / reginfo.c
1 /* Compute different info about registers.
2    Copyright (C) 1987-2013 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20
21 /* This file contains regscan pass of the compiler and passes for
22    dealing with info about modes of pseudo-registers inside
23    subregisters.  It also defines some tables of information about the
24    hardware registers, function init_reg_sets to initialize the
25    tables, and other auxiliary functions to deal with info about
26    registers and their classes.  */
27
28 #include "config.h"
29 #include "system.h"
30 #include "coretypes.h"
31 #include "tm.h"
32 #include "hard-reg-set.h"
33 #include "rtl.h"
34 #include "expr.h"
35 #include "tm_p.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "basic-block.h"
38 #include "regs.h"
39 #include "addresses.h"
40 #include "function.h"
41 #include "insn-config.h"
42 #include "recog.h"
43 #include "reload.h"
44 #include "diagnostic-core.h"
45 #include "output.h"
46 #include "hashtab.h"
47 #include "target.h"
48 #include "tree-pass.h"
49 #include "df.h"
50 #include "ira.h"
51
52 /* Maximum register number used in this function, plus one.  */
53
54 int max_regno;
55
56 \f
57 struct target_hard_regs default_target_hard_regs;
58 struct target_regs default_target_regs;
59 #if SWITCHABLE_TARGET
60 struct target_hard_regs *this_target_hard_regs = &default_target_hard_regs;
61 struct target_regs *this_target_regs = &default_target_regs;
62 #endif
63
64 /* Data for initializing fixed_regs.  */
65 static const char initial_fixed_regs[] = FIXED_REGISTERS;
66
67 /* Data for initializing call_used_regs.  */
68 static const char initial_call_used_regs[] = CALL_USED_REGISTERS;
69
70 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
71 /* Data for initializing call_really_used_regs.  */
72 static const char initial_call_really_used_regs[] = CALL_REALLY_USED_REGISTERS;
73 #endif
74
75 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
76 #define CALL_REALLY_USED_REGNO_P(X)  call_really_used_regs[X]
77 #else
78 #define CALL_REALLY_USED_REGNO_P(X)  call_used_regs[X]
79 #endif
80
81 /* Indexed by hard register number, contains 1 for registers
82    that are being used for global register decls.
83    These must be exempt from ordinary flow analysis
84    and are also considered fixed.  */
85 char global_regs[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
86
87 /* Declaration for the global register. */
88 static tree GTY(()) global_regs_decl[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
89
90 /* Same information as REGS_INVALIDATED_BY_CALL but in regset form to be used
91    in dataflow more conveniently.  */
92 regset regs_invalidated_by_call_regset;
93
94 /* Same information as FIXED_REG_SET but in regset form.  */
95 regset fixed_reg_set_regset;
96
97 /* The bitmap_obstack is used to hold some static variables that
98    should not be reset after each function is compiled.  */
99 static bitmap_obstack persistent_obstack;
100
101 /* Used to initialize reg_alloc_order.  */
102 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
103 static int initial_reg_alloc_order[FIRST_PSEUDO_REGISTER] = REG_ALLOC_ORDER;
104 #endif
105
106 /* The same information, but as an array of unsigned ints.  We copy from
107    these unsigned ints to the table above.  We do this so the tm.h files
108    do not have to be aware of the wordsize for machines with <= 64 regs.
109    Note that we hard-code 32 here, not HOST_BITS_PER_INT.  */
110 #define N_REG_INTS  \
111   ((FIRST_PSEUDO_REGISTER + (32 - 1)) / 32)
112
113 static const unsigned int_reg_class_contents[N_REG_CLASSES][N_REG_INTS]
114   = REG_CLASS_CONTENTS;
115
116 /* Array containing all of the register names.  */
117 static const char *const initial_reg_names[] = REGISTER_NAMES;
118
119 /* Array containing all of the register class names.  */
120 const char * reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
121
122 /* No more global register variables may be declared; true once
123    reginfo has been initialized.  */
124 static int no_global_reg_vars = 0;
125
126 /* Given a register bitmap, turn on the bits in a HARD_REG_SET that
127    correspond to the hard registers, if any, set in that map.  This
128    could be done far more efficiently by having all sorts of special-cases
129    with moving single words, but probably isn't worth the trouble.  */
130 void
131 reg_set_to_hard_reg_set (HARD_REG_SET *to, const_bitmap from)
132 {
133   unsigned i;
134   bitmap_iterator bi;
135
136   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (from, 0, i, bi)
137     {
138       if (i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
139         return;
140       SET_HARD_REG_BIT (*to, i);
141     }
142 }
143
144 /* Function called only once per target_globals to initialize the
145    target_hard_regs structure.  Once this is done, various switches
146    may override.  */
147 void
148 init_reg_sets (void)
149 {
150   int i, j;
151
152   /* First copy the register information from the initial int form into
153      the regsets.  */
154
155   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
156     {
157       CLEAR_HARD_REG_SET (reg_class_contents[i]);
158
159       /* Note that we hard-code 32 here, not HOST_BITS_PER_INT.  */
160       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
161         if (int_reg_class_contents[i][j / 32]
162             & ((unsigned) 1 << (j % 32)))
163           SET_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[i], j);
164     }
165
166   /* Sanity check: make sure the target macros FIXED_REGISTERS and
167      CALL_USED_REGISTERS had the right number of initializers.  */
168   gcc_assert (sizeof fixed_regs == sizeof initial_fixed_regs);
169   gcc_assert (sizeof call_used_regs == sizeof initial_call_used_regs);
170 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
171   gcc_assert (sizeof call_really_used_regs
172               == sizeof initial_call_really_used_regs);
173 #endif
174 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
175   gcc_assert (sizeof reg_alloc_order == sizeof initial_reg_alloc_order);
176 #endif
177   gcc_assert (sizeof reg_names == sizeof initial_reg_names);
178
179   memcpy (fixed_regs, initial_fixed_regs, sizeof fixed_regs);
180   memcpy (call_used_regs, initial_call_used_regs, sizeof call_used_regs);
181 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
182   memcpy (call_really_used_regs, initial_call_really_used_regs,
183           sizeof call_really_used_regs);
184 #endif
185 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
186   memcpy (reg_alloc_order, initial_reg_alloc_order, sizeof reg_alloc_order);
187 #endif
188   memcpy (reg_names, initial_reg_names, sizeof reg_names);
189
190   SET_HARD_REG_SET (accessible_reg_set);
191   SET_HARD_REG_SET (operand_reg_set);
192 }
193
194 /* We need to save copies of some of the register information which
195    can be munged by command-line switches so we can restore it during
196    subsequent back-end reinitialization.  */
197 static char saved_fixed_regs[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
198 static char saved_call_used_regs[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
199 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
200 static char saved_call_really_used_regs[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
201 #endif
202 static const char *saved_reg_names[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
203 static HARD_REG_SET saved_accessible_reg_set;
204 static HARD_REG_SET saved_operand_reg_set;
205
206 /* Save the register information.  */
207 void
208 save_register_info (void)
209 {
210   /* Sanity check:  make sure the target macros FIXED_REGISTERS and
211      CALL_USED_REGISTERS had the right number of initializers.  */
212   gcc_assert (sizeof fixed_regs == sizeof saved_fixed_regs);
213   gcc_assert (sizeof call_used_regs == sizeof saved_call_used_regs);
214   memcpy (saved_fixed_regs, fixed_regs, sizeof fixed_regs);
215   memcpy (saved_call_used_regs, call_used_regs, sizeof call_used_regs);
216
217   /* Likewise for call_really_used_regs.  */
218 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
219   gcc_assert (sizeof call_really_used_regs
220               == sizeof saved_call_really_used_regs);
221   memcpy (saved_call_really_used_regs, call_really_used_regs,
222           sizeof call_really_used_regs);
223 #endif
224
225   /* And similarly for reg_names.  */
226   gcc_assert (sizeof reg_names == sizeof saved_reg_names);
227   memcpy (saved_reg_names, reg_names, sizeof reg_names);
228   COPY_HARD_REG_SET (saved_accessible_reg_set, accessible_reg_set);
229   COPY_HARD_REG_SET (saved_operand_reg_set, operand_reg_set);
230 }
231
232 /* Restore the register information.  */
233 static void
234 restore_register_info (void)
235 {
236   memcpy (fixed_regs, saved_fixed_regs, sizeof fixed_regs);
237   memcpy (call_used_regs, saved_call_used_regs, sizeof call_used_regs);
238
239 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
240   memcpy (call_really_used_regs, saved_call_really_used_regs,
241           sizeof call_really_used_regs);
242 #endif
243
244   memcpy (reg_names, saved_reg_names, sizeof reg_names);
245   COPY_HARD_REG_SET (accessible_reg_set, saved_accessible_reg_set);
246   COPY_HARD_REG_SET (operand_reg_set, saved_operand_reg_set);
247 }
248
249 /* After switches have been processed, which perhaps alter
250    `fixed_regs' and `call_used_regs', convert them to HARD_REG_SETs.  */
251 static void
252 init_reg_sets_1 (void)
253 {
254   unsigned int i, j;
255   unsigned int /* enum machine_mode */ m;
256
257   restore_register_info ();
258
259 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
260   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
261     inv_reg_alloc_order[reg_alloc_order[i]] = i;
262 #endif
263
264   /* Let the target tweak things if necessary.  */
265
266   targetm.conditional_register_usage ();
267
268   /* Compute number of hard regs in each class.  */
269
270   memset (reg_class_size, 0, sizeof reg_class_size);
271   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
272     {
273       bool any_nonfixed = false;
274       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)       
275         if (TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[i], j))
276           {
277             reg_class_size[i]++;
278             if (!fixed_regs[j])
279               any_nonfixed = true;
280           }
281       class_only_fixed_regs[i] = !any_nonfixed;
282     }
283
284   /* Initialize the table of subunions.
285      reg_class_subunion[I][J] gets the largest-numbered reg-class
286      that is contained in the union of classes I and J.  */
287
288   memset (reg_class_subunion, 0, sizeof reg_class_subunion);
289   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
290     {
291       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
292         {
293           HARD_REG_SET c;
294           int k;
295
296           COPY_HARD_REG_SET (c, reg_class_contents[i]);
297           IOR_HARD_REG_SET (c, reg_class_contents[j]);
298           for (k = 0; k < N_REG_CLASSES; k++)
299             if (hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[k], c)
300                 && !hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[k],
301                                           reg_class_contents
302                                           [(int) reg_class_subunion[i][j]]))
303               reg_class_subunion[i][j] = (enum reg_class) k;
304         }
305     }
306
307   /* Initialize the table of superunions.
308      reg_class_superunion[I][J] gets the smallest-numbered reg-class
309      containing the union of classes I and J.  */
310
311   memset (reg_class_superunion, 0, sizeof reg_class_superunion);
312   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
313     {
314       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
315         {
316           HARD_REG_SET c;
317           int k;
318
319           COPY_HARD_REG_SET (c, reg_class_contents[i]);
320           IOR_HARD_REG_SET (c, reg_class_contents[j]);
321           for (k = 0; k < N_REG_CLASSES; k++)
322             if (hard_reg_set_subset_p (c, reg_class_contents[k]))
323               break;
324
325           reg_class_superunion[i][j] = (enum reg_class) k;
326         }
327     }
328
329   /* Initialize the tables of subclasses and superclasses of each reg class.
330      First clear the whole table, then add the elements as they are found.  */
331
332   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
333     {
334       for (j = 0; j < N_REG_CLASSES; j++)
335         reg_class_subclasses[i][j] = LIM_REG_CLASSES;
336     }
337
338   for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
339     {
340       if (i == (int) NO_REGS)
341         continue;
342
343       for (j = i + 1; j < N_REG_CLASSES; j++)
344         if (hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[i],
345                                   reg_class_contents[j]))
346           {
347             /* Reg class I is a subclass of J.
348                Add J to the table of superclasses of I.  */
349             enum reg_class *p;
350
351             /* Add I to the table of superclasses of J.  */
352             p = &reg_class_subclasses[j][0];
353             while (*p != LIM_REG_CLASSES) p++;
354             *p = (enum reg_class) i;
355           }
356     }
357
358   /* Initialize "constant" tables.  */
359
360   CLEAR_HARD_REG_SET (fixed_reg_set);
361   CLEAR_HARD_REG_SET (call_used_reg_set);
362   CLEAR_HARD_REG_SET (call_fixed_reg_set);
363   CLEAR_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call);
364   if (!regs_invalidated_by_call_regset)
365     {
366       bitmap_obstack_initialize (&persistent_obstack);
367       regs_invalidated_by_call_regset = ALLOC_REG_SET (&persistent_obstack);
368     }
369   else
370     CLEAR_REG_SET (regs_invalidated_by_call_regset);
371   if (!fixed_reg_set_regset)
372     fixed_reg_set_regset = ALLOC_REG_SET (&persistent_obstack);
373   else
374     CLEAR_REG_SET (fixed_reg_set_regset);
375
376   AND_HARD_REG_SET (operand_reg_set, accessible_reg_set);
377   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
378     {
379       /* As a special exception, registers whose class is NO_REGS are
380          not accepted by `register_operand'.  The reason for this change
381          is to allow the representation of special architecture artifacts
382          (such as a condition code register) without extending the rtl
383          definitions.  Since registers of class NO_REGS cannot be used
384          as registers in any case where register classes are examined,
385          it is better to apply this exception in a target-independent way.  */
386       if (REGNO_REG_CLASS (i) == NO_REGS)
387         CLEAR_HARD_REG_BIT (operand_reg_set, i);
388
389       /* If a register is too limited to be treated as a register operand,
390          then it should never be allocated to a pseudo.  */
391       if (!TEST_HARD_REG_BIT (operand_reg_set, i))
392         {
393           fixed_regs[i] = 1;
394           call_used_regs[i] = 1;
395         }
396
397       /* call_used_regs must include fixed_regs.  */
398       gcc_assert (!fixed_regs[i] || call_used_regs[i]);
399 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
400       /* call_used_regs must include call_really_used_regs.  */
401       gcc_assert (!call_really_used_regs[i] || call_used_regs[i]);
402 #endif
403
404       if (fixed_regs[i])
405         {
406           SET_HARD_REG_BIT (fixed_reg_set, i);
407           SET_REGNO_REG_SET (fixed_reg_set_regset, i);
408         }
409
410       if (call_used_regs[i])
411         SET_HARD_REG_BIT (call_used_reg_set, i);
412
413       /* There are a couple of fixed registers that we know are safe to
414          exclude from being clobbered by calls:
415
416          The frame pointer is always preserved across calls.  The arg
417          pointer is if it is fixed.  The stack pointer usually is,
418          unless TARGET_RETURN_POPS_ARGS, in which case an explicit
419          CLOBBER will be present.  If we are generating PIC code, the
420          PIC offset table register is preserved across calls, though the
421          target can override that.  */
422
423       if (i == STACK_POINTER_REGNUM)
424         ;
425       else if (global_regs[i])
426         {
427           SET_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i);
428           SET_REGNO_REG_SET (regs_invalidated_by_call_regset, i);
429         }
430       else if (i == FRAME_POINTER_REGNUM)
431         ;
432 #if !HARD_FRAME_POINTER_IS_FRAME_POINTER
433       else if (i == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
434         ;
435 #endif
436 #if ARG_POINTER_REGNUM != FRAME_POINTER_REGNUM
437       else if (i == ARG_POINTER_REGNUM && fixed_regs[i])
438         ;
439 #endif
440       else if (!PIC_OFFSET_TABLE_REG_CALL_CLOBBERED
441                && i == (unsigned) PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM && fixed_regs[i])
442         ;
443       else if (CALL_REALLY_USED_REGNO_P (i))
444         {
445           SET_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i);
446           SET_REGNO_REG_SET (regs_invalidated_by_call_regset, i);
447         }
448     }
449
450   COPY_HARD_REG_SET(call_fixed_reg_set, fixed_reg_set);
451
452   /* Preserve global registers if called more than once.  */
453   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
454     {
455       if (global_regs[i])
456         {
457           fixed_regs[i] = call_used_regs[i] = 1;
458           SET_HARD_REG_BIT (fixed_reg_set, i);
459           SET_HARD_REG_BIT (call_used_reg_set, i);
460           SET_HARD_REG_BIT (call_fixed_reg_set, i);
461         }
462     }
463
464   memset (have_regs_of_mode, 0, sizeof (have_regs_of_mode));
465   memset (contains_reg_of_mode, 0, sizeof (contains_reg_of_mode));
466   for (m = 0; m < (unsigned int) MAX_MACHINE_MODE; m++)
467     {
468       HARD_REG_SET ok_regs;
469       CLEAR_HARD_REG_SET (ok_regs);
470       for (j = 0; j < FIRST_PSEUDO_REGISTER; j++)
471         if (!fixed_regs [j] && HARD_REGNO_MODE_OK (j, (enum machine_mode) m))
472           SET_HARD_REG_BIT (ok_regs, j);
473
474       for (i = 0; i < N_REG_CLASSES; i++)
475         if ((targetm.class_max_nregs ((reg_class_t) i, (enum machine_mode) m)
476              <= reg_class_size[i])
477             && hard_reg_set_intersect_p (ok_regs, reg_class_contents[i]))
478           {
479              contains_reg_of_mode [i][m] = 1;
480              have_regs_of_mode [m] = 1;
481           }
482      }
483 }
484
485 /* Compute the table of register modes.
486    These values are used to record death information for individual registers
487    (as opposed to a multi-register mode).
488    This function might be invoked more than once, if the target has support
489    for changing register usage conventions on a per-function basis.
490 */
491 void
492 init_reg_modes_target (void)
493 {
494   int i, j;
495
496   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
497     for (j = 0; j < MAX_MACHINE_MODE; j++)
498       hard_regno_nregs[i][j] = HARD_REGNO_NREGS(i, (enum machine_mode)j);
499
500   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
501     {
502       reg_raw_mode[i] = choose_hard_reg_mode (i, 1, false);
503
504       /* If we couldn't find a valid mode, just use the previous mode
505          if it is suitable, otherwise fall back on word_mode.  */
506       if (reg_raw_mode[i] == VOIDmode)
507         {
508           if (i > 0 && hard_regno_nregs[i][reg_raw_mode[i - 1]] == 1)
509             reg_raw_mode[i] = reg_raw_mode[i - 1];
510           else
511             reg_raw_mode[i] = word_mode;
512         }
513     }
514 }
515
516 /* Finish initializing the register sets and initialize the register modes.
517    This function might be invoked more than once, if the target has support
518    for changing register usage conventions on a per-function basis.
519 */
520 void
521 init_regs (void)
522 {
523   /* This finishes what was started by init_reg_sets, but couldn't be done
524      until after register usage was specified.  */
525   init_reg_sets_1 ();
526 }
527
528 /* The same as previous function plus initializing IRA.  */
529 void
530 reinit_regs (void)
531 {
532   init_regs ();
533   /* caller_save needs to be re-initialized.  */
534   caller_save_initialized_p = false;
535   ira_init ();
536 }
537
538 /* Initialize some fake stack-frame MEM references for use in
539    memory_move_secondary_cost.  */
540 void
541 init_fake_stack_mems (void)
542 {
543   int i;
544
545   for (i = 0; i < MAX_MACHINE_MODE; i++)
546     top_of_stack[i] = gen_rtx_MEM ((enum machine_mode) i, stack_pointer_rtx);
547 }
548
549
550 /* Compute cost of moving data from a register of class FROM to one of
551    TO, using MODE.  */
552
553 int
554 register_move_cost (enum machine_mode mode, reg_class_t from, reg_class_t to)
555 {
556   return targetm.register_move_cost (mode, from, to);
557 }
558
559 /* Compute cost of moving registers to/from memory.  */
560
561 int
562 memory_move_cost (enum machine_mode mode, reg_class_t rclass, bool in)
563 {
564   return targetm.memory_move_cost (mode, rclass, in);
565 }
566
567 /* Compute extra cost of moving registers to/from memory due to reloads.
568    Only needed if secondary reloads are required for memory moves.  */
569 int
570 memory_move_secondary_cost (enum machine_mode mode, reg_class_t rclass,
571                             bool in)
572 {
573   reg_class_t altclass;
574   int partial_cost = 0;
575   /* We need a memory reference to feed to SECONDARY... macros.  */
576   /* mem may be unused even if the SECONDARY_ macros are defined.  */
577   rtx mem ATTRIBUTE_UNUSED = top_of_stack[(int) mode];
578
579   altclass = secondary_reload_class (in ? 1 : 0, rclass, mode, mem);
580
581   if (altclass == NO_REGS)
582     return 0;
583
584   if (in)
585     partial_cost = register_move_cost (mode, altclass, rclass);
586   else
587     partial_cost = register_move_cost (mode, rclass, altclass);
588
589   if (rclass == altclass)
590     /* This isn't simply a copy-to-temporary situation.  Can't guess
591        what it is, so TARGET_MEMORY_MOVE_COST really ought not to be
592        calling here in that case.
593
594        I'm tempted to put in an assert here, but returning this will
595        probably only give poor estimates, which is what we would've
596        had before this code anyways.  */
597     return partial_cost;
598
599   /* Check if the secondary reload register will also need a
600      secondary reload.  */
601   return memory_move_secondary_cost (mode, altclass, in) + partial_cost;
602 }
603
604 /* Return a machine mode that is legitimate for hard reg REGNO and large
605    enough to save nregs.  If we can't find one, return VOIDmode.
606    If CALL_SAVED is true, only consider modes that are call saved.  */
607 enum machine_mode
608 choose_hard_reg_mode (unsigned int regno ATTRIBUTE_UNUSED,
609                       unsigned int nregs, bool call_saved)
610 {
611   unsigned int /* enum machine_mode */ m;
612   enum machine_mode found_mode = VOIDmode, mode;
613
614   /* We first look for the largest integer mode that can be validly
615      held in REGNO.  If none, we look for the largest floating-point mode.
616      If we still didn't find a valid mode, try CCmode.  */
617
618   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT);
619        mode != VOIDmode;
620        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
621     if ((unsigned) hard_regno_nregs[regno][mode] == nregs
622         && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
623         && (! call_saved || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
624       found_mode = mode;
625
626   if (found_mode != VOIDmode)
627     return found_mode;
628
629   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_FLOAT);
630        mode != VOIDmode;
631        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
632     if ((unsigned) hard_regno_nregs[regno][mode] == nregs
633         && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
634         && (! call_saved || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
635       found_mode = mode;
636
637   if (found_mode != VOIDmode)
638     return found_mode;
639
640   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_VECTOR_FLOAT);
641        mode != VOIDmode;
642        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
643     if ((unsigned) hard_regno_nregs[regno][mode] == nregs
644         && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
645         && (! call_saved || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
646       found_mode = mode;
647
648   if (found_mode != VOIDmode)
649     return found_mode;
650
651   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_VECTOR_INT);
652        mode != VOIDmode;
653        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
654     if ((unsigned) hard_regno_nregs[regno][mode] == nregs
655         && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
656         && (! call_saved || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
657       found_mode = mode;
658
659   if (found_mode != VOIDmode)
660     return found_mode;
661
662   /* Iterate over all of the CCmodes.  */
663   for (m = (unsigned int) CCmode; m < (unsigned int) NUM_MACHINE_MODES; ++m)
664     {
665       mode = (enum machine_mode) m;
666       if ((unsigned) hard_regno_nregs[regno][mode] == nregs
667           && HARD_REGNO_MODE_OK (regno, mode)
668           && (! call_saved || ! HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED (regno, mode)))
669         return mode;
670     }
671
672   /* We can't find a mode valid for this register.  */
673   return VOIDmode;
674 }
675
676 /* Specify the usage characteristics of the register named NAME.
677    It should be a fixed register if FIXED and a
678    call-used register if CALL_USED.  */
679 void
680 fix_register (const char *name, int fixed, int call_used)
681 {
682   int i;
683   int reg, nregs;
684
685   /* Decode the name and update the primary form of
686      the register info.  */
687
688   if ((reg = decode_reg_name_and_count (name, &nregs)) >= 0)
689     {
690       gcc_assert (nregs >= 1);
691       for (i = reg; i < reg + nregs; i++)
692         {
693           if ((i == STACK_POINTER_REGNUM
694 #ifdef HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
695                || i == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
696 #else
697                || i == FRAME_POINTER_REGNUM
698 #endif
699                )
700               && (fixed == 0 || call_used == 0))
701             {
702               switch (fixed)
703                 {
704                 case 0:
705                   switch (call_used)
706                     {
707                     case 0:
708                       error ("can%'t use %qs as a call-saved register", name);
709                       break;
710
711                     case 1:
712                       error ("can%'t use %qs as a call-used register", name);
713                       break;
714
715                     default:
716                       gcc_unreachable ();
717                     }
718                   break;
719
720                 case 1:
721                   switch (call_used)
722                     {
723                     case 1:
724                       error ("can%'t use %qs as a fixed register", name);
725                       break;
726
727                     case 0:
728                     default:
729                       gcc_unreachable ();
730                     }
731                   break;
732
733                 default:
734                   gcc_unreachable ();
735                 }
736             }
737           else
738             {
739               fixed_regs[i] = fixed;
740               call_used_regs[i] = call_used;
741 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
742               if (fixed == 0)
743                 call_really_used_regs[i] = call_used;
744 #endif
745             }
746         }
747     }
748   else
749     {
750       warning (0, "unknown register name: %s", name);
751     }
752 }
753
754 /* Mark register number I as global.  */
755 void
756 globalize_reg (tree decl, int i)
757 {
758   location_t loc = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
759
760 #ifdef STACK_REGS
761   if (IN_RANGE (i, FIRST_STACK_REG, LAST_STACK_REG))
762     {
763       error ("stack register used for global register variable");
764       return;
765     }
766 #endif
767
768   if (fixed_regs[i] == 0 && no_global_reg_vars)
769     error_at (loc, "global register variable follows a function definition");
770
771   if (global_regs[i])
772     {
773       warning_at (loc, 0, 
774                   "register of %qD used for multiple global register variables",
775                   decl);
776       inform (DECL_SOURCE_LOCATION (global_regs_decl[i]),
777               "conflicts with %qD", global_regs_decl[i]); 
778       return;
779     }
780
781   if (call_used_regs[i] && ! fixed_regs[i])
782     warning_at (loc, 0, "call-clobbered register used for global register variable");
783
784   global_regs[i] = 1;
785   global_regs_decl[i] = decl;
786
787   /* If we're globalizing the frame pointer, we need to set the
788      appropriate regs_invalidated_by_call bit, even if it's already
789      set in fixed_regs.  */
790   if (i != STACK_POINTER_REGNUM)
791     {
792       SET_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i);
793       SET_REGNO_REG_SET (regs_invalidated_by_call_regset, i);
794     }
795
796   /* If already fixed, nothing else to do.  */
797   if (fixed_regs[i])
798     return;
799
800   fixed_regs[i] = call_used_regs[i] = 1;
801 #ifdef CALL_REALLY_USED_REGISTERS
802   call_really_used_regs[i] = 1;
803 #endif
804
805   SET_HARD_REG_BIT (fixed_reg_set, i);
806   SET_HARD_REG_BIT (call_used_reg_set, i);
807   SET_HARD_REG_BIT (call_fixed_reg_set, i);
808
809   reinit_regs ();
810 }
811 \f
812
813 /* Structure used to record preferences of given pseudo.  */
814 struct reg_pref
815 {
816   /* (enum reg_class) prefclass is the preferred class.  May be
817      NO_REGS if no class is better than memory.  */
818   char prefclass;
819
820   /* altclass is a register class that we should use for allocating
821      pseudo if no register in the preferred class is available.
822      If no register in this class is available, memory is preferred.
823
824      It might appear to be more general to have a bitmask of classes here,
825      but since it is recommended that there be a class corresponding to the
826      union of most major pair of classes, that generality is not required.  */
827   char altclass;
828
829   /* allocnoclass is a register class that IRA uses for allocating
830      the pseudo.  */
831   char allocnoclass;
832 };
833
834 /* Record preferences of each pseudo.  This is available after RA is
835    run.  */
836 static struct reg_pref *reg_pref;
837
838 /* Current size of reg_info.  */
839 static int reg_info_size;
840 /* Max_reg_num still last resize_reg_info call.  */
841 static int max_regno_since_last_resize;
842
843 /* Return the reg_class in which pseudo reg number REGNO is best allocated.
844    This function is sometimes called before the info has been computed.
845    When that happens, just return GENERAL_REGS, which is innocuous.  */
846 enum reg_class
847 reg_preferred_class (int regno)
848 {
849   if (reg_pref == 0)
850     return GENERAL_REGS;
851
852   gcc_assert (regno < reg_info_size);
853   return (enum reg_class) reg_pref[regno].prefclass;
854 }
855
856 enum reg_class
857 reg_alternate_class (int regno)
858 {
859   if (reg_pref == 0)
860     return ALL_REGS;
861
862   gcc_assert (regno < reg_info_size);
863   return (enum reg_class) reg_pref[regno].altclass;
864 }
865
866 /* Return the reg_class which is used by IRA for its allocation.  */
867 enum reg_class
868 reg_allocno_class (int regno)
869 {
870   if (reg_pref == 0)
871     return NO_REGS;
872
873   gcc_assert (regno < reg_info_size);
874   return (enum reg_class) reg_pref[regno].allocnoclass;
875 }
876
877 \f
878
879 /* Allocate space for reg info and initilize it.  */
880 static void
881 allocate_reg_info (void)
882 {
883   int i;
884
885   max_regno_since_last_resize = max_reg_num ();
886   reg_info_size = max_regno_since_last_resize * 3 / 2 + 1;
887   gcc_assert (! reg_pref && ! reg_renumber);
888   reg_renumber = XNEWVEC (short, reg_info_size);
889   reg_pref = XCNEWVEC (struct reg_pref, reg_info_size);
890   memset (reg_renumber, -1, reg_info_size * sizeof (short));
891   for (i = 0; i < reg_info_size; i++)
892     {
893       reg_pref[i].prefclass = GENERAL_REGS;
894       reg_pref[i].altclass = ALL_REGS;
895       reg_pref[i].allocnoclass = GENERAL_REGS;
896     }
897 }
898
899
900 /* Resize reg info. The new elements will be initialized.  Return TRUE
901    if new pseudos were added since the last call.  */
902 bool
903 resize_reg_info (void)
904 {
905   int old, i;
906   bool change_p;
907
908   if (reg_pref == NULL)
909     {
910       allocate_reg_info ();
911       return true;
912     }
913   change_p = max_regno_since_last_resize != max_reg_num ();
914   max_regno_since_last_resize = max_reg_num ();
915   if (reg_info_size >= max_reg_num ())
916     return change_p;
917   old = reg_info_size;
918   reg_info_size = max_reg_num () * 3 / 2 + 1;
919   gcc_assert (reg_pref && reg_renumber);
920   reg_renumber = XRESIZEVEC (short, reg_renumber, reg_info_size);
921   reg_pref = XRESIZEVEC (struct reg_pref, reg_pref, reg_info_size);
922   memset (reg_pref + old, -1,
923           (reg_info_size - old) * sizeof (struct reg_pref));
924   memset (reg_renumber + old, -1, (reg_info_size - old) * sizeof (short));
925   for (i = old; i < reg_info_size; i++)
926     {
927       reg_pref[i].prefclass = GENERAL_REGS;
928       reg_pref[i].altclass = ALL_REGS;
929       reg_pref[i].allocnoclass = GENERAL_REGS;
930     }
931   return true;
932 }
933
934
935 /* Free up the space allocated by allocate_reg_info.  */
936 void
937 free_reg_info (void)
938 {
939   if (reg_pref)
940     {
941       free (reg_pref);
942       reg_pref = NULL;
943     }
944
945   if (reg_renumber)
946     {
947       free (reg_renumber);
948       reg_renumber = NULL;
949     }
950 }
951
952 /* Initialize some global data for this pass.  */
953 static unsigned int
954 reginfo_init (void)
955 {
956   if (df)
957     df_compute_regs_ever_live (true);
958
959   /* This prevents dump_reg_info from losing if called
960      before reginfo is run.  */
961   reg_pref = NULL;
962   reg_info_size = max_regno_since_last_resize = 0;
963   /* No more global register variables may be declared.  */
964   no_global_reg_vars = 1;
965   return 1;
966 }
967
968 struct rtl_opt_pass pass_reginfo_init =
969 {
970  {
971   RTL_PASS,
972   "reginfo",                            /* name */
973   OPTGROUP_NONE,                        /* optinfo_flags */
974   NULL,                                 /* gate */
975   reginfo_init,                         /* execute */
976   NULL,                                 /* sub */
977   NULL,                                 /* next */
978   0,                                    /* static_pass_number */
979   TV_NONE,                              /* tv_id */
980   0,                                    /* properties_required */
981   0,                                    /* properties_provided */
982   0,                                    /* properties_destroyed */
983   0,                                    /* todo_flags_start */
984   0                                     /* todo_flags_finish */
985  }
986 };
987
988 \f
989
990 /* Set up preferred, alternate, and allocno classes for REGNO as
991    PREFCLASS, ALTCLASS, and ALLOCNOCLASS.  */
992 void
993 setup_reg_classes (int regno,
994                    enum reg_class prefclass, enum reg_class altclass,
995                    enum reg_class allocnoclass)
996 {
997   if (reg_pref == NULL)
998     return;
999   gcc_assert (reg_info_size >= max_reg_num ());
1000   reg_pref[regno].prefclass = prefclass;
1001   reg_pref[regno].altclass = altclass;
1002   reg_pref[regno].allocnoclass = allocnoclass;
1003 }
1004
1005 \f
1006 /* This is the `regscan' pass of the compiler, run just before cse and
1007    again just before loop.  It finds the first and last use of each
1008    pseudo-register.  */
1009
1010 static void reg_scan_mark_refs (rtx, rtx);
1011
1012 void
1013 reg_scan (rtx f, unsigned int nregs ATTRIBUTE_UNUSED)
1014 {
1015   rtx insn;
1016
1017   timevar_push (TV_REG_SCAN);
1018
1019   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1020     if (INSN_P (insn))
1021       {
1022         reg_scan_mark_refs (PATTERN (insn), insn);
1023         if (REG_NOTES (insn))
1024           reg_scan_mark_refs (REG_NOTES (insn), insn);
1025       }
1026
1027   timevar_pop (TV_REG_SCAN);
1028 }
1029
1030
1031 /* X is the expression to scan.  INSN is the insn it appears in.
1032    NOTE_FLAG is nonzero if X is from INSN's notes rather than its body.
1033    We should only record information for REGs with numbers
1034    greater than or equal to MIN_REGNO.  */
1035 static void
1036 reg_scan_mark_refs (rtx x, rtx insn)
1037 {
1038   enum rtx_code code;
1039   rtx dest;
1040   rtx note;
1041
1042   if (!x)
1043     return;
1044   code = GET_CODE (x);
1045   switch (code)
1046     {
1047     case CONST:
1048     CASE_CONST_ANY:
1049     case CC0:
1050     case PC:
1051     case SYMBOL_REF:
1052     case LABEL_REF:
1053     case ADDR_VEC:
1054     case ADDR_DIFF_VEC:
1055     case REG:
1056       return;
1057
1058     case EXPR_LIST:
1059       if (XEXP (x, 0))
1060         reg_scan_mark_refs (XEXP (x, 0), insn);
1061       if (XEXP (x, 1))
1062         reg_scan_mark_refs (XEXP (x, 1), insn);
1063       break;
1064
1065     case INSN_LIST:
1066       if (XEXP (x, 1))
1067         reg_scan_mark_refs (XEXP (x, 1), insn);
1068       break;
1069
1070     case CLOBBER:
1071       if (MEM_P (XEXP (x, 0)))
1072         reg_scan_mark_refs (XEXP (XEXP (x, 0), 0), insn);
1073       break;
1074
1075     case SET:
1076       /* Count a set of the destination if it is a register.  */
1077       for (dest = SET_DEST (x);
1078            GET_CODE (dest) == SUBREG || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART
1079            || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTEND;
1080            dest = XEXP (dest, 0))
1081         ;
1082
1083       /* If this is setting a pseudo from another pseudo or the sum of a
1084          pseudo and a constant integer and the other pseudo is known to be
1085          a pointer, set the destination to be a pointer as well.
1086
1087          Likewise if it is setting the destination from an address or from a
1088          value equivalent to an address or to the sum of an address and
1089          something else.
1090
1091          But don't do any of this if the pseudo corresponds to a user
1092          variable since it should have already been set as a pointer based
1093          on the type.  */
1094
1095       if (REG_P (SET_DEST (x))
1096           && REGNO (SET_DEST (x)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1097           /* If the destination pseudo is set more than once, then other
1098              sets might not be to a pointer value (consider access to a
1099              union in two threads of control in the presence of global
1100              optimizations).  So only set REG_POINTER on the destination
1101              pseudo if this is the only set of that pseudo.  */
1102           && DF_REG_DEF_COUNT (REGNO (SET_DEST (x))) == 1
1103           && ! REG_USERVAR_P (SET_DEST (x))
1104           && ! REG_POINTER (SET_DEST (x))
1105           && ((REG_P (SET_SRC (x))
1106                && REG_POINTER (SET_SRC (x)))
1107               || ((GET_CODE (SET_SRC (x)) == PLUS
1108                    || GET_CODE (SET_SRC (x)) == LO_SUM)
1109                   && CONST_INT_P (XEXP (SET_SRC (x), 1))
1110                   && REG_P (XEXP (SET_SRC (x), 0))
1111                   && REG_POINTER (XEXP (SET_SRC (x), 0)))
1112               || GET_CODE (SET_SRC (x)) == CONST
1113               || GET_CODE (SET_SRC (x)) == SYMBOL_REF
1114               || GET_CODE (SET_SRC (x)) == LABEL_REF
1115               || (GET_CODE (SET_SRC (x)) == HIGH
1116                   && (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (x), 0)) == CONST
1117                       || GET_CODE (XEXP (SET_SRC (x), 0)) == SYMBOL_REF
1118                       || GET_CODE (XEXP (SET_SRC (x), 0)) == LABEL_REF))
1119               || ((GET_CODE (SET_SRC (x)) == PLUS
1120                    || GET_CODE (SET_SRC (x)) == LO_SUM)
1121                   && (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (x), 1)) == CONST
1122                       || GET_CODE (XEXP (SET_SRC (x), 1)) == SYMBOL_REF
1123                       || GET_CODE (XEXP (SET_SRC (x), 1)) == LABEL_REF))
1124               || ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUAL, 0)) != 0
1125                   && (GET_CODE (XEXP (note, 0)) == CONST
1126                       || GET_CODE (XEXP (note, 0)) == SYMBOL_REF
1127                       || GET_CODE (XEXP (note, 0)) == LABEL_REF))))
1128         REG_POINTER (SET_DEST (x)) = 1;
1129
1130       /* If this is setting a register from a register or from a simple
1131          conversion of a register, propagate REG_EXPR.  */
1132       if (REG_P (dest) && !REG_ATTRS (dest))
1133         set_reg_attrs_from_value (dest, SET_SRC (x));
1134
1135       /* ... fall through ...  */
1136
1137     default:
1138       {
1139         const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1140         int i;
1141         for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1142           {
1143             if (fmt[i] == 'e')
1144               reg_scan_mark_refs (XEXP (x, i), insn);
1145             else if (fmt[i] == 'E' && XVEC (x, i) != 0)
1146               {
1147                 int j;
1148                 for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1149                   reg_scan_mark_refs (XVECEXP (x, i, j), insn);
1150               }
1151           }
1152       }
1153     }
1154 }
1155 \f
1156
1157 /* Return nonzero if C1 is a subset of C2, i.e., if every register in C1
1158    is also in C2.  */
1159 int
1160 reg_class_subset_p (reg_class_t c1, reg_class_t c2)
1161 {
1162   return (c1 == c2
1163           || c2 == ALL_REGS
1164           || hard_reg_set_subset_p (reg_class_contents[(int) c1],
1165                                    reg_class_contents[(int) c2]));
1166 }
1167
1168 /* Return nonzero if there is a register that is in both C1 and C2.  */
1169 int
1170 reg_classes_intersect_p (reg_class_t c1, reg_class_t c2)
1171 {
1172   return (c1 == c2
1173           || c1 == ALL_REGS
1174           || c2 == ALL_REGS
1175           || hard_reg_set_intersect_p (reg_class_contents[(int) c1],
1176                                       reg_class_contents[(int) c2]));
1177 }
1178
1179 \f
1180
1181 /* Passes for keeping and updating info about modes of registers
1182    inside subregisters.  */
1183
1184 #ifdef CANNOT_CHANGE_MODE_CLASS
1185
1186 static bitmap invalid_mode_changes;
1187
1188 static void
1189 record_subregs_of_mode (rtx subreg, bitmap subregs_of_mode)
1190 {
1191   enum machine_mode mode;
1192   unsigned int regno;
1193
1194   if (!REG_P (SUBREG_REG (subreg)))
1195     return;
1196
1197   regno = REGNO (SUBREG_REG (subreg));
1198   mode = GET_MODE (subreg);
1199
1200   if (regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1201     return;
1202
1203   if (bitmap_set_bit (subregs_of_mode,
1204                       regno * NUM_MACHINE_MODES + (unsigned int) mode))
1205     {
1206       unsigned int rclass;
1207       for (rclass = 0; rclass < N_REG_CLASSES; rclass++)
1208         if (!bitmap_bit_p (invalid_mode_changes,
1209                            regno * N_REG_CLASSES + rclass)
1210             && CANNOT_CHANGE_MODE_CLASS (PSEUDO_REGNO_MODE (regno),
1211                                          mode, (enum reg_class) rclass))
1212           bitmap_set_bit (invalid_mode_changes,
1213                           regno * N_REG_CLASSES + rclass);
1214     }
1215 }
1216
1217 /* Call record_subregs_of_mode for all the subregs in X.  */
1218 static void
1219 find_subregs_of_mode (rtx x, bitmap subregs_of_mode)
1220 {
1221   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1222   const char * const fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1223   int i;
1224
1225   if (code == SUBREG)
1226     record_subregs_of_mode (x, subregs_of_mode);
1227
1228   /* Time for some deep diving.  */
1229   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1230     {
1231       if (fmt[i] == 'e')
1232         find_subregs_of_mode (XEXP (x, i), subregs_of_mode);
1233       else if (fmt[i] == 'E')
1234         {
1235           int j;
1236           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1237             find_subregs_of_mode (XVECEXP (x, i, j), subregs_of_mode);
1238         }
1239     }
1240 }
1241
1242 void
1243 init_subregs_of_mode (void)
1244 {
1245   basic_block bb;
1246   rtx insn;
1247   bitmap_obstack srom_obstack;
1248   bitmap subregs_of_mode;
1249
1250   gcc_assert (invalid_mode_changes == NULL);
1251   invalid_mode_changes = BITMAP_ALLOC (NULL);
1252   bitmap_obstack_initialize (&srom_obstack);
1253   subregs_of_mode = BITMAP_ALLOC (&srom_obstack);
1254
1255   FOR_EACH_BB (bb)
1256     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1257       if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1258         find_subregs_of_mode (PATTERN (insn), subregs_of_mode);
1259
1260   BITMAP_FREE (subregs_of_mode);
1261   bitmap_obstack_release (&srom_obstack);
1262 }
1263
1264 /* Return 1 if REGNO has had an invalid mode change in CLASS from FROM
1265    mode.  */
1266 bool
1267 invalid_mode_change_p (unsigned int regno,
1268                        enum reg_class rclass)
1269 {
1270   return bitmap_bit_p (invalid_mode_changes,
1271                        regno * N_REG_CLASSES + (unsigned) rclass);
1272 }
1273
1274 void
1275 finish_subregs_of_mode (void)
1276 {
1277   BITMAP_FREE (invalid_mode_changes);
1278 }
1279 #else
1280 void
1281 init_subregs_of_mode (void)
1282 {
1283 }
1284 void
1285 finish_subregs_of_mode (void)
1286 {
1287 }
1288
1289 #endif /* CANNOT_CHANGE_MODE_CLASS */