regrename.c (kill_value_one_regno): Renamed from kill_value_regno.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / regrename.c
1 /* Register renaming for the GNU compiler.
2    Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004  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
7    under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9    any later version.
10
11    GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
13    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
14    License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18    Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
19    02111-1307, USA.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "rtl.h"
26 #include "tm_p.h"
27 #include "insn-config.h"
28 #include "regs.h"
29 #include "hard-reg-set.h"
30 #include "basic-block.h"
31 #include "reload.h"
32 #include "output.h"
33 #include "function.h"
34 #include "recog.h"
35 #include "flags.h"
36 #include "toplev.h"
37 #include "obstack.h"
38
39 #ifndef REG_MODE_OK_FOR_BASE_P
40 #define REG_MODE_OK_FOR_BASE_P(REGNO, MODE) REG_OK_FOR_BASE_P (REGNO)
41 #endif
42
43 static const char *const reg_class_names[] = REG_CLASS_NAMES;
44
45 struct du_chain
46 {
47   struct du_chain *next_chain;
48   struct du_chain *next_use;
49
50   rtx insn;
51   rtx *loc;
52   ENUM_BITFIELD(reg_class) cl : 16;
53   unsigned int need_caller_save_reg:1;
54   unsigned int earlyclobber:1;
55 };
56
57 enum scan_actions
58 {
59   terminate_all_read,
60   terminate_overlapping_read,
61   terminate_write,
62   terminate_dead,
63   mark_read,
64   mark_write
65 };
66
67 static const char * const scan_actions_name[] =
68 {
69   "terminate_all_read",
70   "terminate_overlapping_read",
71   "terminate_write",
72   "terminate_dead",
73   "mark_read",
74   "mark_write"
75 };
76
77 static struct obstack rename_obstack;
78
79 static void do_replace (struct du_chain *, int);
80 static void scan_rtx_reg (rtx, rtx *, enum reg_class,
81                           enum scan_actions, enum op_type, int);
82 static void scan_rtx_address (rtx, rtx *, enum reg_class,
83                               enum scan_actions, enum machine_mode);
84 static void scan_rtx (rtx, rtx *, enum reg_class, enum scan_actions,
85                       enum op_type, int);
86 static struct du_chain *build_def_use (basic_block);
87 static void dump_def_use_chain (struct du_chain *);
88 static void note_sets (rtx, rtx, void *);
89 static void clear_dead_regs (HARD_REG_SET *, enum machine_mode, rtx);
90 static void merge_overlapping_regs (basic_block, HARD_REG_SET *,
91                                     struct du_chain *);
92
93 /* Called through note_stores from update_life.  Find sets of registers, and
94    record them in *DATA (which is actually a HARD_REG_SET *).  */
95
96 static void
97 note_sets (rtx x, rtx set ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
98 {
99   HARD_REG_SET *pset = (HARD_REG_SET *) data;
100   unsigned int regno;
101   int nregs;
102   if (!REG_P (x))
103     return;
104   regno = REGNO (x);
105   nregs = hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (x)];
106
107   /* There must not be pseudos at this point.  */
108   if (regno + nregs > FIRST_PSEUDO_REGISTER)
109     abort ();
110
111   while (nregs-- > 0)
112     SET_HARD_REG_BIT (*pset, regno + nregs);
113 }
114
115 /* Clear all registers from *PSET for which a note of kind KIND can be found
116    in the list NOTES.  */
117
118 static void
119 clear_dead_regs (HARD_REG_SET *pset, enum machine_mode kind, rtx notes)
120 {
121   rtx note;
122   for (note = notes; note; note = XEXP (note, 1))
123     if (REG_NOTE_KIND (note) == kind && REG_P (XEXP (note, 0)))
124       {
125         rtx reg = XEXP (note, 0);
126         unsigned int regno = REGNO (reg);
127         int nregs = hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (reg)];
128
129         /* There must not be pseudos at this point.  */
130         if (regno + nregs > FIRST_PSEUDO_REGISTER)
131           abort ();
132
133         while (nregs-- > 0)
134           CLEAR_HARD_REG_BIT (*pset, regno + nregs);
135       }
136 }
137
138 /* For a def-use chain CHAIN in basic block B, find which registers overlap
139    its lifetime and set the corresponding bits in *PSET.  */
140
141 static void
142 merge_overlapping_regs (basic_block b, HARD_REG_SET *pset,
143                         struct du_chain *chain)
144 {
145   struct du_chain *t = chain;
146   rtx insn;
147   HARD_REG_SET live;
148
149   REG_SET_TO_HARD_REG_SET (live, b->global_live_at_start);
150   insn = BB_HEAD (b);
151   while (t)
152     {
153       /* Search forward until the next reference to the register to be
154          renamed.  */
155       while (insn != t->insn)
156         {
157           if (INSN_P (insn))
158             {
159               clear_dead_regs (&live, REG_DEAD, REG_NOTES (insn));
160               note_stores (PATTERN (insn), note_sets, (void *) &live);
161               /* Only record currently live regs if we are inside the
162                  reg's live range.  */
163               if (t != chain)
164                 IOR_HARD_REG_SET (*pset, live);
165               clear_dead_regs (&live, REG_UNUSED, REG_NOTES (insn));
166             }
167           insn = NEXT_INSN (insn);
168         }
169
170       IOR_HARD_REG_SET (*pset, live);
171
172       /* For the last reference, also merge in all registers set in the
173          same insn.
174          @@@ We only have take earlyclobbered sets into account.  */
175       if (! t->next_use)
176         note_stores (PATTERN (insn), note_sets, (void *) pset);
177
178       t = t->next_use;
179     }
180 }
181
182 /* Perform register renaming on the current function.  */
183
184 void
185 regrename_optimize (void)
186 {
187   int tick[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
188   int this_tick = 0;
189   basic_block bb;
190   char *first_obj;
191
192   memset (tick, 0, sizeof tick);
193
194   gcc_obstack_init (&rename_obstack);
195   first_obj = obstack_alloc (&rename_obstack, 0);
196
197   FOR_EACH_BB (bb)
198     {
199       struct du_chain *all_chains = 0;
200       HARD_REG_SET unavailable;
201       HARD_REG_SET regs_seen;
202
203       CLEAR_HARD_REG_SET (unavailable);
204
205       if (dump_file)
206         fprintf (dump_file, "\nBasic block %d:\n", bb->index);
207
208       all_chains = build_def_use (bb);
209
210       if (dump_file)
211         dump_def_use_chain (all_chains);
212
213       CLEAR_HARD_REG_SET (unavailable);
214       /* Don't clobber traceback for noreturn functions.  */
215       if (frame_pointer_needed)
216         {
217           int i;
218
219           for (i = hard_regno_nregs[FRAME_POINTER_REGNUM][Pmode]; i--;)
220             SET_HARD_REG_BIT (unavailable, FRAME_POINTER_REGNUM + i);
221
222 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
223           for (i = hard_regno_nregs[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM][Pmode]; i--;)
224             SET_HARD_REG_BIT (unavailable, HARD_FRAME_POINTER_REGNUM + i);
225 #endif
226         }
227
228       CLEAR_HARD_REG_SET (regs_seen);
229       while (all_chains)
230         {
231           int new_reg, best_new_reg;
232           int n_uses;
233           struct du_chain *this = all_chains;
234           struct du_chain *tmp, *last;
235           HARD_REG_SET this_unavailable;
236           int reg = REGNO (*this->loc);
237           int i;
238
239           all_chains = this->next_chain;
240
241           best_new_reg = reg;
242
243 #if 0 /* This just disables optimization opportunities.  */
244           /* Only rename once we've seen the reg more than once.  */
245           if (! TEST_HARD_REG_BIT (regs_seen, reg))
246             {
247               SET_HARD_REG_BIT (regs_seen, reg);
248               continue;
249             }
250 #endif
251
252           if (fixed_regs[reg] || global_regs[reg]
253 #if FRAME_POINTER_REGNUM != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
254               || (frame_pointer_needed && reg == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
255 #else
256               || (frame_pointer_needed && reg == FRAME_POINTER_REGNUM)
257 #endif
258               )
259             continue;
260
261           COPY_HARD_REG_SET (this_unavailable, unavailable);
262
263           /* Find last entry on chain (which has the need_caller_save bit),
264              count number of uses, and narrow the set of registers we can
265              use for renaming.  */
266           n_uses = 0;
267           for (last = this; last->next_use; last = last->next_use)
268             {
269               n_uses++;
270               IOR_COMPL_HARD_REG_SET (this_unavailable,
271                                       reg_class_contents[last->cl]);
272             }
273           if (n_uses < 1)
274             continue;
275
276           IOR_COMPL_HARD_REG_SET (this_unavailable,
277                                   reg_class_contents[last->cl]);
278
279           if (this->need_caller_save_reg)
280             IOR_HARD_REG_SET (this_unavailable, call_used_reg_set);
281
282           merge_overlapping_regs (bb, &this_unavailable, this);
283
284           /* Now potential_regs is a reasonable approximation, let's
285              have a closer look at each register still in there.  */
286           for (new_reg = 0; new_reg < FIRST_PSEUDO_REGISTER; new_reg++)
287             {
288               int nregs = hard_regno_nregs[new_reg][GET_MODE (*this->loc)];
289
290               for (i = nregs - 1; i >= 0; --i)
291                 if (TEST_HARD_REG_BIT (this_unavailable, new_reg + i)
292                     || fixed_regs[new_reg + i]
293                     || global_regs[new_reg + i]
294                     /* Can't use regs which aren't saved by the prologue.  */
295                     || (! regs_ever_live[new_reg + i]
296                         && ! call_used_regs[new_reg + i])
297 #ifdef LEAF_REGISTERS
298                     /* We can't use a non-leaf register if we're in a
299                        leaf function.  */
300                     || (current_function_is_leaf
301                         && !LEAF_REGISTERS[new_reg + i])
302 #endif
303 #ifdef HARD_REGNO_RENAME_OK
304                     || ! HARD_REGNO_RENAME_OK (reg + i, new_reg + i)
305 #endif
306                     )
307                   break;
308               if (i >= 0)
309                 continue;
310
311               /* See whether it accepts all modes that occur in
312                  definition and uses.  */
313               for (tmp = this; tmp; tmp = tmp->next_use)
314                 if (! HARD_REGNO_MODE_OK (new_reg, GET_MODE (*tmp->loc))
315                     || (tmp->need_caller_save_reg
316                         && ! (HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED
317                               (reg, GET_MODE (*tmp->loc)))
318                         && (HARD_REGNO_CALL_PART_CLOBBERED
319                             (new_reg, GET_MODE (*tmp->loc)))))
320                   break;
321               if (! tmp)
322                 {
323                   if (tick[best_new_reg] > tick[new_reg])
324                     best_new_reg = new_reg;
325                 }
326             }
327
328           if (dump_file)
329             {
330               fprintf (dump_file, "Register %s in insn %d",
331                        reg_names[reg], INSN_UID (last->insn));
332               if (last->need_caller_save_reg)
333                 fprintf (dump_file, " crosses a call");
334             }
335
336           if (best_new_reg == reg)
337             {
338               tick[reg] = ++this_tick;
339               if (dump_file)
340                 fprintf (dump_file, "; no available better choice\n");
341               continue;
342             }
343
344           do_replace (this, best_new_reg);
345           tick[best_new_reg] = ++this_tick;
346           regs_ever_live[best_new_reg] = 1;
347
348           if (dump_file)
349             fprintf (dump_file, ", renamed as %s\n", reg_names[best_new_reg]);
350         }
351
352       obstack_free (&rename_obstack, first_obj);
353     }
354
355   obstack_free (&rename_obstack, NULL);
356
357   if (dump_file)
358     fputc ('\n', dump_file);
359
360   count_or_remove_death_notes (NULL, 1);
361   update_life_info (NULL, UPDATE_LIFE_LOCAL,
362                     PROP_DEATH_NOTES);
363 }
364
365 static void
366 do_replace (struct du_chain *chain, int reg)
367 {
368   while (chain)
369     {
370       unsigned int regno = ORIGINAL_REGNO (*chain->loc);
371       struct reg_attrs * attr = REG_ATTRS (*chain->loc);
372
373       *chain->loc = gen_raw_REG (GET_MODE (*chain->loc), reg);
374       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
375         ORIGINAL_REGNO (*chain->loc) = regno;
376       REG_ATTRS (*chain->loc) = attr;
377       chain = chain->next_use;
378     }
379 }
380
381
382 static struct du_chain *open_chains;
383 static struct du_chain *closed_chains;
384
385 static void
386 scan_rtx_reg (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
387               enum scan_actions action, enum op_type type, int earlyclobber)
388 {
389   struct du_chain **p;
390   rtx x = *loc;
391   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
392   int this_regno = REGNO (x);
393   int this_nregs = hard_regno_nregs[this_regno][mode];
394
395   if (action == mark_write)
396     {
397       if (type == OP_OUT)
398         {
399           struct du_chain *this
400             = obstack_alloc (&rename_obstack, sizeof (struct du_chain));
401           this->next_use = 0;
402           this->next_chain = open_chains;
403           this->loc = loc;
404           this->insn = insn;
405           this->cl = cl;
406           this->need_caller_save_reg = 0;
407           this->earlyclobber = earlyclobber;
408           open_chains = this;
409         }
410       return;
411     }
412
413   if ((type == OP_OUT && action != terminate_write)
414       || (type != OP_OUT && action == terminate_write))
415     return;
416
417   for (p = &open_chains; *p;)
418     {
419       struct du_chain *this = *p;
420
421       /* Check if the chain has been terminated if it has then skip to
422          the next chain.
423
424          This can happen when we've already appended the location to
425          the chain in Step 3, but are trying to hide in-out operands
426          from terminate_write in Step 5.  */
427
428       if (*this->loc == cc0_rtx)
429         p = &this->next_chain;
430       else
431         {
432           int regno = REGNO (*this->loc);
433           int nregs = hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (*this->loc)];
434           int exact_match = (regno == this_regno && nregs == this_nregs);
435
436           if (regno + nregs <= this_regno
437               || this_regno + this_nregs <= regno)
438             {
439               p = &this->next_chain;
440               continue;
441             }
442
443           if (action == mark_read)
444             {
445               if (! exact_match)
446                 abort ();
447
448               /* ??? Class NO_REGS can happen if the md file makes use of
449                  EXTRA_CONSTRAINTS to match registers.  Which is arguably
450                  wrong, but there we are.  Since we know not what this may
451                  be replaced with, terminate the chain.  */
452               if (cl != NO_REGS)
453                 {
454                   this = obstack_alloc (&rename_obstack, sizeof (struct du_chain));
455                   this->next_use = 0;
456                   this->next_chain = (*p)->next_chain;
457                   this->loc = loc;
458                   this->insn = insn;
459                   this->cl = cl;
460                   this->need_caller_save_reg = 0;
461                   while (*p)
462                     p = &(*p)->next_use;
463                   *p = this;
464                   return;
465                 }
466             }
467
468           if (action != terminate_overlapping_read || ! exact_match)
469             {
470               struct du_chain *next = this->next_chain;
471
472               /* Whether the terminated chain can be used for renaming
473                  depends on the action and this being an exact match.
474                  In either case, we remove this element from open_chains.  */
475
476               if ((action == terminate_dead || action == terminate_write)
477                   && exact_match)
478                 {
479                   this->next_chain = closed_chains;
480                   closed_chains = this;
481                   if (dump_file)
482                     fprintf (dump_file,
483                              "Closing chain %s at insn %d (%s)\n",
484                              reg_names[REGNO (*this->loc)], INSN_UID (insn),
485                              scan_actions_name[(int) action]);
486                 }
487               else
488                 {
489                   if (dump_file)
490                     fprintf (dump_file,
491                              "Discarding chain %s at insn %d (%s)\n",
492                              reg_names[REGNO (*this->loc)], INSN_UID (insn),
493                              scan_actions_name[(int) action]);
494                 }
495               *p = next;
496             }
497           else
498             p = &this->next_chain;
499         }
500     }
501 }
502
503 /* Adapted from find_reloads_address_1.  CL is INDEX_REG_CLASS or
504    BASE_REG_CLASS depending on how the register is being considered.  */
505
506 static void
507 scan_rtx_address (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
508                   enum scan_actions action, enum machine_mode mode)
509 {
510   rtx x = *loc;
511   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
512   const char *fmt;
513   int i, j;
514
515   if (action == mark_write)
516     return;
517
518   switch (code)
519     {
520     case PLUS:
521       {
522         rtx orig_op0 = XEXP (x, 0);
523         rtx orig_op1 = XEXP (x, 1);
524         RTX_CODE code0 = GET_CODE (orig_op0);
525         RTX_CODE code1 = GET_CODE (orig_op1);
526         rtx op0 = orig_op0;
527         rtx op1 = orig_op1;
528         rtx *locI = NULL;
529         rtx *locB = NULL;
530
531         if (GET_CODE (op0) == SUBREG)
532           {
533             op0 = SUBREG_REG (op0);
534             code0 = GET_CODE (op0);
535           }
536
537         if (GET_CODE (op1) == SUBREG)
538           {
539             op1 = SUBREG_REG (op1);
540             code1 = GET_CODE (op1);
541           }
542
543         if (code0 == MULT || code0 == SIGN_EXTEND || code0 == TRUNCATE
544             || code0 == ZERO_EXTEND || code1 == MEM)
545           {
546             locI = &XEXP (x, 0);
547             locB = &XEXP (x, 1);
548           }
549         else if (code1 == MULT || code1 == SIGN_EXTEND || code1 == TRUNCATE
550                  || code1 == ZERO_EXTEND || code0 == MEM)
551           {
552             locI = &XEXP (x, 1);
553             locB = &XEXP (x, 0);
554           }
555         else if (code0 == CONST_INT || code0 == CONST
556                  || code0 == SYMBOL_REF || code0 == LABEL_REF)
557           locB = &XEXP (x, 1);
558         else if (code1 == CONST_INT || code1 == CONST
559                  || code1 == SYMBOL_REF || code1 == LABEL_REF)
560           locB = &XEXP (x, 0);
561         else if (code0 == REG && code1 == REG)
562           {
563             int index_op;
564
565             if (REG_OK_FOR_INDEX_P (op0)
566                 && REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op1, mode))
567               index_op = 0;
568             else if (REG_OK_FOR_INDEX_P (op1)
569                      && REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op0, mode))
570               index_op = 1;
571             else if (REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op1, mode))
572               index_op = 0;
573             else if (REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op0, mode))
574               index_op = 1;
575             else if (REG_OK_FOR_INDEX_P (op1))
576               index_op = 1;
577             else
578               index_op = 0;
579
580             locI = &XEXP (x, index_op);
581             locB = &XEXP (x, !index_op);
582           }
583         else if (code0 == REG)
584           {
585             locI = &XEXP (x, 0);
586             locB = &XEXP (x, 1);
587           }
588         else if (code1 == REG)
589           {
590             locI = &XEXP (x, 1);
591             locB = &XEXP (x, 0);
592           }
593
594         if (locI)
595           scan_rtx_address (insn, locI, INDEX_REG_CLASS, action, mode);
596         if (locB)
597           scan_rtx_address (insn, locB, MODE_BASE_REG_CLASS (mode), action, mode);
598         return;
599       }
600
601     case POST_INC:
602     case POST_DEC:
603     case POST_MODIFY:
604     case PRE_INC:
605     case PRE_DEC:
606     case PRE_MODIFY:
607 #ifndef AUTO_INC_DEC
608       /* If the target doesn't claim to handle autoinc, this must be
609          something special, like a stack push.  Kill this chain.  */
610       action = terminate_all_read;
611 #endif
612       break;
613
614     case MEM:
615       scan_rtx_address (insn, &XEXP (x, 0),
616                         MODE_BASE_REG_CLASS (GET_MODE (x)), action,
617                         GET_MODE (x));
618       return;
619
620     case REG:
621       scan_rtx_reg (insn, loc, cl, action, OP_IN, 0);
622       return;
623
624     default:
625       break;
626     }
627
628   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
629   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
630     {
631       if (fmt[i] == 'e')
632         scan_rtx_address (insn, &XEXP (x, i), cl, action, mode);
633       else if (fmt[i] == 'E')
634         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
635           scan_rtx_address (insn, &XVECEXP (x, i, j), cl, action, mode);
636     }
637 }
638
639 static void
640 scan_rtx (rtx insn, rtx *loc, enum reg_class cl,
641           enum scan_actions action, enum op_type type, int earlyclobber)
642 {
643   const char *fmt;
644   rtx x = *loc;
645   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
646   int i, j;
647
648   code = GET_CODE (x);
649   switch (code)
650     {
651     case CONST:
652     case CONST_INT:
653     case CONST_DOUBLE:
654     case CONST_VECTOR:
655     case SYMBOL_REF:
656     case LABEL_REF:
657     case CC0:
658     case PC:
659       return;
660
661     case REG:
662       scan_rtx_reg (insn, loc, cl, action, type, earlyclobber);
663       return;
664
665     case MEM:
666       scan_rtx_address (insn, &XEXP (x, 0),
667                         MODE_BASE_REG_CLASS (GET_MODE (x)), action,
668                         GET_MODE (x));
669       return;
670
671     case SET:
672       scan_rtx (insn, &SET_SRC (x), cl, action, OP_IN, 0);
673       scan_rtx (insn, &SET_DEST (x), cl, action, OP_OUT, 0);
674       return;
675
676     case STRICT_LOW_PART:
677       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action, OP_INOUT, earlyclobber);
678       return;
679
680     case ZERO_EXTRACT:
681     case SIGN_EXTRACT:
682       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action,
683                 type == OP_IN ? OP_IN : OP_INOUT, earlyclobber);
684       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 1), cl, action, OP_IN, 0);
685       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 2), cl, action, OP_IN, 0);
686       return;
687
688     case POST_INC:
689     case PRE_INC:
690     case POST_DEC:
691     case PRE_DEC:
692     case POST_MODIFY:
693     case PRE_MODIFY:
694       /* Should only happen inside MEM.  */
695       abort ();
696
697     case CLOBBER:
698       scan_rtx (insn, &SET_DEST (x), cl, action, OP_OUT, 1);
699       return;
700
701     case EXPR_LIST:
702       scan_rtx (insn, &XEXP (x, 0), cl, action, type, 0);
703       if (XEXP (x, 1))
704         scan_rtx (insn, &XEXP (x, 1), cl, action, type, 0);
705       return;
706
707     default:
708       break;
709     }
710
711   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
712   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
713     {
714       if (fmt[i] == 'e')
715         scan_rtx (insn, &XEXP (x, i), cl, action, type, 0);
716       else if (fmt[i] == 'E')
717         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
718           scan_rtx (insn, &XVECEXP (x, i, j), cl, action, type, 0);
719     }
720 }
721
722 /* Build def/use chain.  */
723
724 static struct du_chain *
725 build_def_use (basic_block bb)
726 {
727   rtx insn;
728
729   open_chains = closed_chains = NULL;
730
731   for (insn = BB_HEAD (bb); ; insn = NEXT_INSN (insn))
732     {
733       if (INSN_P (insn))
734         {
735           int n_ops;
736           rtx note;
737           rtx old_operands[MAX_RECOG_OPERANDS];
738           rtx old_dups[MAX_DUP_OPERANDS];
739           int i, icode;
740           int alt;
741           int predicated;
742
743           /* Process the insn, determining its effect on the def-use
744              chains.  We perform the following steps with the register
745              references in the insn:
746              (1) Any read that overlaps an open chain, but doesn't exactly
747                  match, causes that chain to be closed.  We can't deal
748                  with overlaps yet.
749              (2) Any read outside an operand causes any chain it overlaps
750                  with to be closed, since we can't replace it.
751              (3) Any read inside an operand is added if there's already
752                  an open chain for it.
753              (4) For any REG_DEAD note we find, close open chains that
754                  overlap it.
755              (5) For any write we find, close open chains that overlap it.
756              (6) For any write we find in an operand, make a new chain.
757              (7) For any REG_UNUSED, close any chains we just opened.  */
758
759           icode = recog_memoized (insn);
760           extract_insn (insn);
761           if (! constrain_operands (1))
762             fatal_insn_not_found (insn);
763           preprocess_constraints ();
764           alt = which_alternative;
765           n_ops = recog_data.n_operands;
766
767           /* Simplify the code below by rewriting things to reflect
768              matching constraints.  Also promote OP_OUT to OP_INOUT
769              in predicated instructions.  */
770
771           predicated = GET_CODE (PATTERN (insn)) == COND_EXEC;
772           for (i = 0; i < n_ops; ++i)
773             {
774               int matches = recog_op_alt[i][alt].matches;
775               if (matches >= 0)
776                 recog_op_alt[i][alt].cl = recog_op_alt[matches][alt].cl;
777               if (matches >= 0 || recog_op_alt[i][alt].matched >= 0
778                   || (predicated && recog_data.operand_type[i] == OP_OUT))
779                 recog_data.operand_type[i] = OP_INOUT;
780             }
781
782           /* Step 1: Close chains for which we have overlapping reads.  */
783           for (i = 0; i < n_ops; i++)
784             scan_rtx (insn, recog_data.operand_loc[i],
785                       NO_REGS, terminate_overlapping_read,
786                       recog_data.operand_type[i], 0);
787
788           /* Step 2: Close chains for which we have reads outside operands.
789              We do this by munging all operands into CC0, and closing
790              everything remaining.  */
791
792           for (i = 0; i < n_ops; i++)
793             {
794               old_operands[i] = recog_data.operand[i];
795               /* Don't squash match_operator or match_parallel here, since
796                  we don't know that all of the contained registers are
797                  reachable by proper operands.  */
798               if (recog_data.constraints[i][0] == '\0')
799                 continue;
800               *recog_data.operand_loc[i] = cc0_rtx;
801             }
802           for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
803             {
804               int dup_num = recog_data.dup_num[i];
805
806               old_dups[i] = *recog_data.dup_loc[i];
807               *recog_data.dup_loc[i] = cc0_rtx;
808
809               /* For match_dup of match_operator or match_parallel, share
810                  them, so that we don't miss changes in the dup.  */
811               if (icode >= 0
812                   && insn_data[icode].operand[dup_num].eliminable == 0)
813                 old_dups[i] = recog_data.operand[dup_num];
814             }
815
816           scan_rtx (insn, &PATTERN (insn), NO_REGS, terminate_all_read,
817                     OP_IN, 0);
818
819           for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
820             *recog_data.dup_loc[i] = old_dups[i];
821           for (i = 0; i < n_ops; i++)
822             *recog_data.operand_loc[i] = old_operands[i];
823
824           /* Step 2B: Can't rename function call argument registers.  */
825           if (CALL_P (insn) && CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn))
826             scan_rtx (insn, &CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn),
827                       NO_REGS, terminate_all_read, OP_IN, 0);
828
829           /* Step 2C: Can't rename asm operands that were originally
830              hard registers.  */
831           if (asm_noperands (PATTERN (insn)) > 0)
832             for (i = 0; i < n_ops; i++)
833               {
834                 rtx *loc = recog_data.operand_loc[i];
835                 rtx op = *loc;
836
837                 if (REG_P (op)
838                     && REGNO (op) == ORIGINAL_REGNO (op)
839                     && (recog_data.operand_type[i] == OP_IN
840                         || recog_data.operand_type[i] == OP_INOUT))
841                   scan_rtx (insn, loc, NO_REGS, terminate_all_read, OP_IN, 0);
842               }
843
844           /* Step 3: Append to chains for reads inside operands.  */
845           for (i = 0; i < n_ops + recog_data.n_dups; i++)
846             {
847               int opn = i < n_ops ? i : recog_data.dup_num[i - n_ops];
848               rtx *loc = (i < n_ops
849                           ? recog_data.operand_loc[opn]
850                           : recog_data.dup_loc[i - n_ops]);
851               enum reg_class cl = recog_op_alt[opn][alt].cl;
852               enum op_type type = recog_data.operand_type[opn];
853
854               /* Don't scan match_operand here, since we've no reg class
855                  information to pass down.  Any operands that we could
856                  substitute in will be represented elsewhere.  */
857               if (recog_data.constraints[opn][0] == '\0')
858                 continue;
859
860               if (recog_op_alt[opn][alt].is_address)
861                 scan_rtx_address (insn, loc, cl, mark_read, VOIDmode);
862               else
863                 scan_rtx (insn, loc, cl, mark_read, type, 0);
864             }
865
866           /* Step 4: Close chains for registers that die here.
867              Also record updates for REG_INC notes.  */
868           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
869             {
870               if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_DEAD)
871                 scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), NO_REGS, terminate_dead,
872                           OP_IN, 0);
873               else if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
874                 scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), ALL_REGS, mark_read,
875                           OP_INOUT, 0);
876             }
877
878           /* Step 4B: If this is a call, any chain live at this point
879              requires a caller-saved reg.  */
880           if (CALL_P (insn))
881             {
882               struct du_chain *p;
883               for (p = open_chains; p; p = p->next_chain)
884                 p->need_caller_save_reg = 1;
885             }
886
887           /* Step 5: Close open chains that overlap writes.  Similar to
888              step 2, we hide in-out operands, since we do not want to
889              close these chains.  */
890
891           for (i = 0; i < n_ops; i++)
892             {
893               old_operands[i] = recog_data.operand[i];
894               if (recog_data.operand_type[i] == OP_INOUT)
895                 *recog_data.operand_loc[i] = cc0_rtx;
896             }
897           for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
898             {
899               int opn = recog_data.dup_num[i];
900               old_dups[i] = *recog_data.dup_loc[i];
901               if (recog_data.operand_type[opn] == OP_INOUT)
902                 *recog_data.dup_loc[i] = cc0_rtx;
903             }
904
905           scan_rtx (insn, &PATTERN (insn), NO_REGS, terminate_write, OP_IN, 0);
906
907           for (i = 0; i < recog_data.n_dups; i++)
908             *recog_data.dup_loc[i] = old_dups[i];
909           for (i = 0; i < n_ops; i++)
910             *recog_data.operand_loc[i] = old_operands[i];
911
912           /* Step 6: Begin new chains for writes inside operands.  */
913           /* ??? Many targets have output constraints on the SET_DEST
914              of a call insn, which is stupid, since these are certainly
915              ABI defined hard registers.  Don't change calls at all.
916              Similarly take special care for asm statement that originally
917              referenced hard registers.  */
918           if (asm_noperands (PATTERN (insn)) > 0)
919             {
920               for (i = 0; i < n_ops; i++)
921                 if (recog_data.operand_type[i] == OP_OUT)
922                   {
923                     rtx *loc = recog_data.operand_loc[i];
924                     rtx op = *loc;
925                     enum reg_class cl = recog_op_alt[i][alt].cl;
926
927                     if (REG_P (op)
928                         && REGNO (op) == ORIGINAL_REGNO (op))
929                       continue;
930
931                     scan_rtx (insn, loc, cl, mark_write, OP_OUT,
932                               recog_op_alt[i][alt].earlyclobber);
933                   }
934             }
935           else if (!CALL_P (insn))
936             for (i = 0; i < n_ops + recog_data.n_dups; i++)
937               {
938                 int opn = i < n_ops ? i : recog_data.dup_num[i - n_ops];
939                 rtx *loc = (i < n_ops
940                             ? recog_data.operand_loc[opn]
941                             : recog_data.dup_loc[i - n_ops]);
942                 enum reg_class cl = recog_op_alt[opn][alt].cl;
943
944                 if (recog_data.operand_type[opn] == OP_OUT)
945                   scan_rtx (insn, loc, cl, mark_write, OP_OUT,
946                             recog_op_alt[opn][alt].earlyclobber);
947               }
948
949           /* Step 7: Close chains for registers that were never
950              really used here.  */
951           for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
952             if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_UNUSED)
953               scan_rtx (insn, &XEXP (note, 0), NO_REGS, terminate_dead,
954                         OP_IN, 0);
955         }
956       if (insn == BB_END (bb))
957         break;
958     }
959
960   /* Since we close every chain when we find a REG_DEAD note, anything that
961      is still open lives past the basic block, so it can't be renamed.  */
962   return closed_chains;
963 }
964
965 /* Dump all def/use chains in CHAINS to DUMP_FILE.  They are
966    printed in reverse order as that's how we build them.  */
967
968 static void
969 dump_def_use_chain (struct du_chain *chains)
970 {
971   while (chains)
972     {
973       struct du_chain *this = chains;
974       int r = REGNO (*this->loc);
975       int nregs = hard_regno_nregs[r][GET_MODE (*this->loc)];
976       fprintf (dump_file, "Register %s (%d):", reg_names[r], nregs);
977       while (this)
978         {
979           fprintf (dump_file, " %d [%s]", INSN_UID (this->insn),
980                    reg_class_names[this->cl]);
981           this = this->next_use;
982         }
983       fprintf (dump_file, "\n");
984       chains = chains->next_chain;
985     }
986 }
987 \f
988 /* The following code does forward propagation of hard register copies.
989    The object is to eliminate as many dependencies as possible, so that
990    we have the most scheduling freedom.  As a side effect, we also clean
991    up some silly register allocation decisions made by reload.  This
992    code may be obsoleted by a new register allocator.  */
993
994 /* For each register, we have a list of registers that contain the same
995    value.  The OLDEST_REGNO field points to the head of the list, and
996    the NEXT_REGNO field runs through the list.  The MODE field indicates
997    what mode the data is known to be in; this field is VOIDmode when the
998    register is not known to contain valid data.  */
999
1000 struct value_data_entry
1001 {
1002   enum machine_mode mode;
1003   unsigned int oldest_regno;
1004   unsigned int next_regno;
1005 };
1006
1007 struct value_data
1008 {
1009   struct value_data_entry e[FIRST_PSEUDO_REGISTER];
1010   unsigned int max_value_regs;
1011 };
1012
1013 static void kill_value_one_regno (unsigned, struct value_data *);
1014 static void kill_value_regno (unsigned, unsigned, struct value_data *);
1015 static void kill_value (rtx, struct value_data *);
1016 static void set_value_regno (unsigned, enum machine_mode, struct value_data *);
1017 static void init_value_data (struct value_data *);
1018 static void kill_clobbered_value (rtx, rtx, void *);
1019 static void kill_set_value (rtx, rtx, void *);
1020 static int kill_autoinc_value (rtx *, void *);
1021 static void copy_value (rtx, rtx, struct value_data *);
1022 static bool mode_change_ok (enum machine_mode, enum machine_mode,
1023                             unsigned int);
1024 static rtx maybe_mode_change (enum machine_mode, enum machine_mode,
1025                               enum machine_mode, unsigned int, unsigned int);
1026 static rtx find_oldest_value_reg (enum reg_class, rtx, struct value_data *);
1027 static bool replace_oldest_value_reg (rtx *, enum reg_class, rtx,
1028                                       struct value_data *);
1029 static bool replace_oldest_value_addr (rtx *, enum reg_class,
1030                                        enum machine_mode, rtx,
1031                                        struct value_data *);
1032 static bool replace_oldest_value_mem (rtx, rtx, struct value_data *);
1033 static bool copyprop_hardreg_forward_1 (basic_block, struct value_data *);
1034 extern void debug_value_data (struct value_data *);
1035 #ifdef ENABLE_CHECKING
1036 static void validate_value_data (struct value_data *);
1037 #endif
1038
1039 /* Kill register REGNO.  This involves removing it from any value
1040    lists, and resetting the value mode to VOIDmode.  This is only a
1041    helper function; it does not handle any hard registers overlapping
1042    with REGNO.  */
1043
1044 static void
1045 kill_value_one_regno (unsigned int regno, struct value_data *vd)
1046 {
1047   unsigned int i, next;
1048
1049   if (vd->e[regno].oldest_regno != regno)
1050     {
1051       for (i = vd->e[regno].oldest_regno;
1052            vd->e[i].next_regno != regno;
1053            i = vd->e[i].next_regno)
1054         continue;
1055       vd->e[i].next_regno = vd->e[regno].next_regno;
1056     }
1057   else if ((next = vd->e[regno].next_regno) != INVALID_REGNUM)
1058     {
1059       for (i = next; i != INVALID_REGNUM; i = vd->e[i].next_regno)
1060         vd->e[i].oldest_regno = next;
1061     }
1062
1063   vd->e[regno].mode = VOIDmode;
1064   vd->e[regno].oldest_regno = regno;
1065   vd->e[regno].next_regno = INVALID_REGNUM;
1066
1067 #ifdef ENABLE_CHECKING
1068   validate_value_data (vd);
1069 #endif
1070 }
1071
1072 /* Kill the value in register REGNO for NREGS, and any other registers
1073    whose values overlap.  */
1074
1075 static void
1076 kill_value_regno (regno, nregs, vd)
1077      unsigned int regno;
1078      unsigned int nregs;
1079      struct value_data *vd;
1080 {
1081   unsigned int j;
1082
1083   /* Kill the value we're told to kill.  */
1084   for (j = 0; j < nregs; ++j)
1085     kill_value_one_regno (regno + j, vd);
1086
1087   /* Kill everything that overlapped what we're told to kill.  */
1088   if (regno < vd->max_value_regs)
1089     j = 0;
1090   else
1091     j = regno - vd->max_value_regs;
1092   for (; j < regno; ++j)
1093     {
1094       unsigned int i, n;
1095       if (vd->e[j].mode == VOIDmode)
1096         continue;
1097       n = hard_regno_nregs[j][vd->e[j].mode];
1098       if (j + n > regno)
1099         for (i = 0; i < n; ++i)
1100           kill_value_one_regno (j + i, vd);
1101     }
1102 }
1103
1104 /* Kill X.  This is a convenience function wrapping kill_value_regno
1105    so that we mind the mode the register is in.  */
1106
1107 static void
1108 kill_value (rtx x, struct value_data *vd)
1109 {
1110   /* SUBREGS are supposed to have been eliminated by now.  But some
1111      ports, e.g. i386 sse, use them to smuggle vector type information
1112      through to instruction selection.  Each such SUBREG should simplify,
1113      so if we get a NULL  we've done something wrong elsewhere.  */
1114
1115   if (GET_CODE (x) == SUBREG)
1116     x = simplify_subreg (GET_MODE (x), SUBREG_REG (x),
1117                          GET_MODE (SUBREG_REG (x)), SUBREG_BYTE (x));
1118   if (REG_P (x))
1119     {
1120       unsigned int regno = REGNO (x);
1121       unsigned int n = hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (x)];
1122
1123       kill_value_regno (regno, n, vd);
1124     }
1125 }
1126
1127 /* Remember that REGNO is valid in MODE.  */
1128
1129 static void
1130 set_value_regno (unsigned int regno, enum machine_mode mode,
1131                  struct value_data *vd)
1132 {
1133   unsigned int nregs;
1134
1135   vd->e[regno].mode = mode;
1136
1137   nregs = hard_regno_nregs[regno][mode];
1138   if (nregs > vd->max_value_regs)
1139     vd->max_value_regs = nregs;
1140 }
1141
1142 /* Initialize VD such that there are no known relationships between regs.  */
1143
1144 static void
1145 init_value_data (struct value_data *vd)
1146 {
1147   int i;
1148   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; ++i)
1149     {
1150       vd->e[i].mode = VOIDmode;
1151       vd->e[i].oldest_regno = i;
1152       vd->e[i].next_regno = INVALID_REGNUM;
1153     }
1154   vd->max_value_regs = 0;
1155 }
1156
1157 /* Called through note_stores.  If X is clobbered, kill its value.  */
1158
1159 static void
1160 kill_clobbered_value (rtx x, rtx set, void *data)
1161 {
1162   struct value_data *vd = data;
1163   if (GET_CODE (set) == CLOBBER)
1164     kill_value (x, vd);
1165 }
1166
1167 /* Called through note_stores.  If X is set, not clobbered, kill its
1168    current value and install it as the root of its own value list.  */
1169
1170 static void
1171 kill_set_value (rtx x, rtx set, void *data)
1172 {
1173   struct value_data *vd = data;
1174   if (GET_CODE (set) != CLOBBER)
1175     {
1176       kill_value (x, vd);
1177       if (REG_P (x))
1178         set_value_regno (REGNO (x), GET_MODE (x), vd);
1179     }
1180 }
1181
1182 /* Called through for_each_rtx.  Kill any register used as the base of an
1183    auto-increment expression, and install that register as the root of its
1184    own value list.  */
1185
1186 static int
1187 kill_autoinc_value (rtx *px, void *data)
1188 {
1189   rtx x = *px;
1190   struct value_data *vd = data;
1191
1192   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == RTX_AUTOINC)
1193     {
1194       x = XEXP (x, 0);
1195       kill_value (x, vd);
1196       set_value_regno (REGNO (x), Pmode, vd);
1197       return -1;
1198     }
1199
1200   return 0;
1201 }
1202
1203 /* Assert that SRC has been copied to DEST.  Adjust the data structures
1204    to reflect that SRC contains an older copy of the shared value.  */
1205
1206 static void
1207 copy_value (rtx dest, rtx src, struct value_data *vd)
1208 {
1209   unsigned int dr = REGNO (dest);
1210   unsigned int sr = REGNO (src);
1211   unsigned int dn, sn;
1212   unsigned int i;
1213
1214   /* ??? At present, it's possible to see noop sets.  It'd be nice if
1215      this were cleaned up beforehand...  */
1216   if (sr == dr)
1217     return;
1218
1219   /* Do not propagate copies to the stack pointer, as that can leave
1220      memory accesses with no scheduling dependency on the stack update.  */
1221   if (dr == STACK_POINTER_REGNUM)
1222     return;
1223
1224   /* Likewise with the frame pointer, if we're using one.  */
1225   if (frame_pointer_needed && dr == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
1226     return;
1227
1228   /* If SRC and DEST overlap, don't record anything.  */
1229   dn = hard_regno_nregs[dr][GET_MODE (dest)];
1230   sn = hard_regno_nregs[sr][GET_MODE (dest)];
1231   if ((dr > sr && dr < sr + sn)
1232       || (sr > dr && sr < dr + dn))
1233     return;
1234
1235   /* If SRC had no assigned mode (i.e. we didn't know it was live)
1236      assign it now and assume the value came from an input argument
1237      or somesuch.  */
1238   if (vd->e[sr].mode == VOIDmode)
1239     set_value_regno (sr, vd->e[dr].mode, vd);
1240
1241   /* If we are narrowing the input to a smaller number of hard regs,
1242      and it is in big endian, we are really extracting a high part.
1243      Since we generally associate a low part of a value with the value itself,
1244      we must not do the same for the high part.
1245      Note we can still get low parts for the same mode combination through
1246      a two-step copy involving differently sized hard regs.
1247      Assume hard regs fr* are 32 bits bits each, while r* are 64 bits each:
1248      (set (reg:DI r0) (reg:DI fr0))
1249      (set (reg:SI fr2) (reg:SI r0))
1250      loads the low part of (reg:DI fr0) - i.e. fr1 - into fr2, while:
1251      (set (reg:SI fr2) (reg:SI fr0))
1252      loads the high part of (reg:DI fr0) into fr2.
1253
1254      We can't properly represent the latter case in our tables, so don't
1255      record anything then.  */
1256   else if (sn < (unsigned int) hard_regno_nregs[sr][vd->e[sr].mode]
1257            && (GET_MODE_SIZE (vd->e[sr].mode) > UNITS_PER_WORD
1258                ? WORDS_BIG_ENDIAN : BYTES_BIG_ENDIAN))
1259     return;
1260
1261   /* If SRC had been assigned a mode narrower than the copy, we can't
1262      link DEST into the chain, because not all of the pieces of the
1263      copy came from oldest_regno.  */
1264   else if (sn > (unsigned int) hard_regno_nregs[sr][vd->e[sr].mode])
1265     return;
1266
1267   /* Link DR at the end of the value chain used by SR.  */
1268
1269   vd->e[dr].oldest_regno = vd->e[sr].oldest_regno;
1270
1271   for (i = sr; vd->e[i].next_regno != INVALID_REGNUM; i = vd->e[i].next_regno)
1272     continue;
1273   vd->e[i].next_regno = dr;
1274
1275 #ifdef ENABLE_CHECKING
1276   validate_value_data (vd);
1277 #endif
1278 }
1279
1280 /* Return true if a mode change from ORIG to NEW is allowed for REGNO.  */
1281
1282 static bool
1283 mode_change_ok (enum machine_mode orig_mode, enum machine_mode new_mode,
1284                 unsigned int regno ATTRIBUTE_UNUSED)
1285 {
1286   if (GET_MODE_SIZE (orig_mode) < GET_MODE_SIZE (new_mode))
1287     return false;
1288
1289 #ifdef CANNOT_CHANGE_MODE_CLASS
1290   return !REG_CANNOT_CHANGE_MODE_P (regno, orig_mode, new_mode);
1291 #endif
1292
1293   return true;
1294 }
1295
1296 /* Register REGNO was originally set in ORIG_MODE.  It - or a copy of it -
1297    was copied in COPY_MODE to COPY_REGNO, and then COPY_REGNO was accessed
1298    in NEW_MODE.
1299    Return a NEW_MODE rtx for REGNO if that's OK, otherwise return NULL_RTX.  */
1300
1301 static rtx
1302 maybe_mode_change (enum machine_mode orig_mode, enum machine_mode copy_mode,
1303                    enum machine_mode new_mode, unsigned int regno,
1304                    unsigned int copy_regno ATTRIBUTE_UNUSED)
1305 {
1306   if (orig_mode == new_mode)
1307     return gen_rtx_raw_REG (new_mode, regno);
1308   else if (mode_change_ok (orig_mode, new_mode, regno))
1309     {
1310       int copy_nregs = hard_regno_nregs[copy_regno][copy_mode];
1311       int use_nregs = hard_regno_nregs[copy_regno][new_mode];
1312       int copy_offset
1313         = GET_MODE_SIZE (copy_mode) / copy_nregs * (copy_nregs - use_nregs);
1314       int offset
1315         = GET_MODE_SIZE (orig_mode) - GET_MODE_SIZE (new_mode) - copy_offset;
1316       int byteoffset = offset % UNITS_PER_WORD;
1317       int wordoffset = offset - byteoffset;
1318
1319       offset = ((WORDS_BIG_ENDIAN ? wordoffset : 0)
1320                 + (BYTES_BIG_ENDIAN ? byteoffset : 0));
1321       return gen_rtx_raw_REG (new_mode,
1322                               regno + subreg_regno_offset (regno, orig_mode,
1323                                                            offset,
1324                                                            new_mode));
1325     }
1326   return NULL_RTX;
1327 }
1328
1329 /* Find the oldest copy of the value contained in REGNO that is in
1330    register class CL and has mode MODE.  If found, return an rtx
1331    of that oldest register, otherwise return NULL.  */
1332
1333 static rtx
1334 find_oldest_value_reg (enum reg_class cl, rtx reg, struct value_data *vd)
1335 {
1336   unsigned int regno = REGNO (reg);
1337   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
1338   unsigned int i;
1339
1340   /* If we are accessing REG in some mode other that what we set it in,
1341      make sure that the replacement is valid.  In particular, consider
1342         (set (reg:DI r11) (...))
1343         (set (reg:SI r9) (reg:SI r11))
1344         (set (reg:SI r10) (...))
1345         (set (...) (reg:DI r9))
1346      Replacing r9 with r11 is invalid.  */
1347   if (mode != vd->e[regno].mode)
1348     {
1349       if (hard_regno_nregs[regno][mode]
1350           > hard_regno_nregs[regno][vd->e[regno].mode])
1351         return NULL_RTX;
1352     }
1353
1354   for (i = vd->e[regno].oldest_regno; i != regno; i = vd->e[i].next_regno)
1355     {
1356       enum machine_mode oldmode = vd->e[i].mode;
1357       rtx new;
1358       unsigned int last;
1359
1360       for (last = i; last < i + hard_regno_nregs[i][mode]; last++)
1361         if (!TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[cl], last))
1362           return NULL_RTX;
1363
1364       new = maybe_mode_change (oldmode, vd->e[regno].mode, mode, i, regno);
1365       if (new)
1366         {
1367           ORIGINAL_REGNO (new) = ORIGINAL_REGNO (reg);
1368           REG_ATTRS (new) = REG_ATTRS (reg);
1369           return new;
1370         }
1371     }
1372
1373   return NULL_RTX;
1374 }
1375
1376 /* If possible, replace the register at *LOC with the oldest register
1377    in register class CL.  Return true if successfully replaced.  */
1378
1379 static bool
1380 replace_oldest_value_reg (rtx *loc, enum reg_class cl, rtx insn,
1381                           struct value_data *vd)
1382 {
1383   rtx new = find_oldest_value_reg (cl, *loc, vd);
1384   if (new)
1385     {
1386       if (dump_file)
1387         fprintf (dump_file, "insn %u: replaced reg %u with %u\n",
1388                  INSN_UID (insn), REGNO (*loc), REGNO (new));
1389
1390       *loc = new;
1391       return true;
1392     }
1393   return false;
1394 }
1395
1396 /* Similar to replace_oldest_value_reg, but *LOC contains an address.
1397    Adapted from find_reloads_address_1.  CL is INDEX_REG_CLASS or
1398    BASE_REG_CLASS depending on how the register is being considered.  */
1399
1400 static bool
1401 replace_oldest_value_addr (rtx *loc, enum reg_class cl,
1402                            enum machine_mode mode, rtx insn,
1403                            struct value_data *vd)
1404 {
1405   rtx x = *loc;
1406   RTX_CODE code = GET_CODE (x);
1407   const char *fmt;
1408   int i, j;
1409   bool changed = false;
1410
1411   switch (code)
1412     {
1413     case PLUS:
1414       {
1415         rtx orig_op0 = XEXP (x, 0);
1416         rtx orig_op1 = XEXP (x, 1);
1417         RTX_CODE code0 = GET_CODE (orig_op0);
1418         RTX_CODE code1 = GET_CODE (orig_op1);
1419         rtx op0 = orig_op0;
1420         rtx op1 = orig_op1;
1421         rtx *locI = NULL;
1422         rtx *locB = NULL;
1423
1424         if (GET_CODE (op0) == SUBREG)
1425           {
1426             op0 = SUBREG_REG (op0);
1427             code0 = GET_CODE (op0);
1428           }
1429
1430         if (GET_CODE (op1) == SUBREG)
1431           {
1432             op1 = SUBREG_REG (op1);
1433             code1 = GET_CODE (op1);
1434           }
1435
1436         if (code0 == MULT || code0 == SIGN_EXTEND || code0 == TRUNCATE
1437             || code0 == ZERO_EXTEND || code1 == MEM)
1438           {
1439             locI = &XEXP (x, 0);
1440             locB = &XEXP (x, 1);
1441           }
1442         else if (code1 == MULT || code1 == SIGN_EXTEND || code1 == TRUNCATE
1443                  || code1 == ZERO_EXTEND || code0 == MEM)
1444           {
1445             locI = &XEXP (x, 1);
1446             locB = &XEXP (x, 0);
1447           }
1448         else if (code0 == CONST_INT || code0 == CONST
1449                  || code0 == SYMBOL_REF || code0 == LABEL_REF)
1450           locB = &XEXP (x, 1);
1451         else if (code1 == CONST_INT || code1 == CONST
1452                  || code1 == SYMBOL_REF || code1 == LABEL_REF)
1453           locB = &XEXP (x, 0);
1454         else if (code0 == REG && code1 == REG)
1455           {
1456             int index_op;
1457
1458             if (REG_OK_FOR_INDEX_P (op0)
1459                 && REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op1, mode))
1460               index_op = 0;
1461             else if (REG_OK_FOR_INDEX_P (op1)
1462                      && REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op0, mode))
1463               index_op = 1;
1464             else if (REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op1, mode))
1465               index_op = 0;
1466             else if (REG_MODE_OK_FOR_BASE_P (op0, mode))
1467               index_op = 1;
1468             else if (REG_OK_FOR_INDEX_P (op1))
1469               index_op = 1;
1470             else
1471               index_op = 0;
1472
1473             locI = &XEXP (x, index_op);
1474             locB = &XEXP (x, !index_op);
1475           }
1476         else if (code0 == REG)
1477           {
1478             locI = &XEXP (x, 0);
1479             locB = &XEXP (x, 1);
1480           }
1481         else if (code1 == REG)
1482           {
1483             locI = &XEXP (x, 1);
1484             locB = &XEXP (x, 0);
1485           }
1486
1487         if (locI)
1488           changed |= replace_oldest_value_addr (locI, INDEX_REG_CLASS, mode,
1489                                                 insn, vd);
1490         if (locB)
1491           changed |= replace_oldest_value_addr (locB,
1492                                                 MODE_BASE_REG_CLASS (mode),
1493                                                 mode, insn, vd);
1494         return changed;
1495       }
1496
1497     case POST_INC:
1498     case POST_DEC:
1499     case POST_MODIFY:
1500     case PRE_INC:
1501     case PRE_DEC:
1502     case PRE_MODIFY:
1503       return false;
1504
1505     case MEM:
1506       return replace_oldest_value_mem (x, insn, vd);
1507
1508     case REG:
1509       return replace_oldest_value_reg (loc, cl, insn, vd);
1510
1511     default:
1512       break;
1513     }
1514
1515   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1516   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1517     {
1518       if (fmt[i] == 'e')
1519         changed |= replace_oldest_value_addr (&XEXP (x, i), cl, mode,
1520                                               insn, vd);
1521       else if (fmt[i] == 'E')
1522         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1523           changed |= replace_oldest_value_addr (&XVECEXP (x, i, j), cl,
1524                                                 mode, insn, vd);
1525     }
1526
1527   return changed;
1528 }
1529
1530 /* Similar to replace_oldest_value_reg, but X contains a memory.  */
1531
1532 static bool
1533 replace_oldest_value_mem (rtx x, rtx insn, struct value_data *vd)
1534 {
1535   return replace_oldest_value_addr (&XEXP (x, 0),
1536                                     MODE_BASE_REG_CLASS (GET_MODE (x)),
1537                                     GET_MODE (x), insn, vd);
1538 }
1539
1540 /* Perform the forward copy propagation on basic block BB.  */
1541
1542 static bool
1543 copyprop_hardreg_forward_1 (basic_block bb, struct value_data *vd)
1544 {
1545   bool changed = false;
1546   rtx insn;
1547
1548   for (insn = BB_HEAD (bb); ; insn = NEXT_INSN (insn))
1549     {
1550       int n_ops, i, alt, predicated;
1551       bool is_asm;
1552       rtx set;
1553
1554       if (! INSN_P (insn))
1555         {
1556           if (insn == BB_END (bb))
1557             break;
1558           else
1559             continue;
1560         }
1561
1562       set = single_set (insn);
1563       extract_insn (insn);
1564       if (! constrain_operands (1))
1565         fatal_insn_not_found (insn);
1566       preprocess_constraints ();
1567       alt = which_alternative;
1568       n_ops = recog_data.n_operands;
1569       is_asm = asm_noperands (PATTERN (insn)) >= 0;
1570
1571       /* Simplify the code below by rewriting things to reflect
1572          matching constraints.  Also promote OP_OUT to OP_INOUT
1573          in predicated instructions.  */
1574
1575       predicated = GET_CODE (PATTERN (insn)) == COND_EXEC;
1576       for (i = 0; i < n_ops; ++i)
1577         {
1578           int matches = recog_op_alt[i][alt].matches;
1579           if (matches >= 0)
1580             recog_op_alt[i][alt].cl = recog_op_alt[matches][alt].cl;
1581           if (matches >= 0 || recog_op_alt[i][alt].matched >= 0
1582               || (predicated && recog_data.operand_type[i] == OP_OUT))
1583             recog_data.operand_type[i] = OP_INOUT;
1584         }
1585
1586       /* For each earlyclobber operand, zap the value data.  */
1587       for (i = 0; i < n_ops; i++)
1588         if (recog_op_alt[i][alt].earlyclobber)
1589           kill_value (recog_data.operand[i], vd);
1590
1591       /* Within asms, a clobber cannot overlap inputs or outputs.
1592          I wouldn't think this were true for regular insns, but
1593          scan_rtx treats them like that...  */
1594       note_stores (PATTERN (insn), kill_clobbered_value, vd);
1595
1596       /* Kill all auto-incremented values.  */
1597       /* ??? REG_INC is useless, since stack pushes aren't done that way.  */
1598       for_each_rtx (&PATTERN (insn), kill_autoinc_value, vd);
1599
1600       /* Kill all early-clobbered operands.  */
1601       for (i = 0; i < n_ops; i++)
1602         if (recog_op_alt[i][alt].earlyclobber)
1603           kill_value (recog_data.operand[i], vd);
1604
1605       /* Special-case plain move instructions, since we may well
1606          be able to do the move from a different register class.  */
1607       if (set && REG_P (SET_SRC (set)))
1608         {
1609           rtx src = SET_SRC (set);
1610           unsigned int regno = REGNO (src);
1611           enum machine_mode mode = GET_MODE (src);
1612           unsigned int i;
1613           rtx new;
1614
1615           /* If we are accessing SRC in some mode other that what we
1616              set it in, make sure that the replacement is valid.  */
1617           if (mode != vd->e[regno].mode)
1618             {
1619               if (hard_regno_nregs[regno][mode]
1620                   > hard_regno_nregs[regno][vd->e[regno].mode])
1621                 goto no_move_special_case;
1622             }
1623
1624           /* If the destination is also a register, try to find a source
1625              register in the same class.  */
1626           if (REG_P (SET_DEST (set)))
1627             {
1628               new = find_oldest_value_reg (REGNO_REG_CLASS (regno), src, vd);
1629               if (new && validate_change (insn, &SET_SRC (set), new, 0))
1630                 {
1631                   if (dump_file)
1632                     fprintf (dump_file,
1633                              "insn %u: replaced reg %u with %u\n",
1634                              INSN_UID (insn), regno, REGNO (new));
1635                   changed = true;
1636                   goto did_replacement;
1637                 }
1638             }
1639
1640           /* Otherwise, try all valid registers and see if its valid.  */
1641           for (i = vd->e[regno].oldest_regno; i != regno;
1642                i = vd->e[i].next_regno)
1643             {
1644               new = maybe_mode_change (vd->e[i].mode, vd->e[regno].mode,
1645                                        mode, i, regno);
1646               if (new != NULL_RTX)
1647                 {
1648                   if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), new, 0))
1649                     {
1650                       ORIGINAL_REGNO (new) = ORIGINAL_REGNO (src);
1651                       REG_ATTRS (new) = REG_ATTRS (src);
1652                       if (dump_file)
1653                         fprintf (dump_file,
1654                                  "insn %u: replaced reg %u with %u\n",
1655                                  INSN_UID (insn), regno, REGNO (new));
1656                       changed = true;
1657                       goto did_replacement;
1658                     }
1659                 }
1660             }
1661         }
1662       no_move_special_case:
1663
1664       /* For each input operand, replace a hard register with the
1665          eldest live copy that's in an appropriate register class.  */
1666       for (i = 0; i < n_ops; i++)
1667         {
1668           bool replaced = false;
1669
1670           /* Don't scan match_operand here, since we've no reg class
1671              information to pass down.  Any operands that we could
1672              substitute in will be represented elsewhere.  */
1673           if (recog_data.constraints[i][0] == '\0')
1674             continue;
1675
1676           /* Don't replace in asms intentionally referencing hard regs.  */
1677           if (is_asm && REG_P (recog_data.operand[i])
1678               && (REGNO (recog_data.operand[i])
1679                   == ORIGINAL_REGNO (recog_data.operand[i])))
1680             continue;
1681
1682           if (recog_data.operand_type[i] == OP_IN)
1683             {
1684               if (recog_op_alt[i][alt].is_address)
1685                 replaced
1686                   = replace_oldest_value_addr (recog_data.operand_loc[i],
1687                                                recog_op_alt[i][alt].cl,
1688                                                VOIDmode, insn, vd);
1689               else if (REG_P (recog_data.operand[i]))
1690                 replaced
1691                   = replace_oldest_value_reg (recog_data.operand_loc[i],
1692                                               recog_op_alt[i][alt].cl,
1693                                               insn, vd);
1694               else if (MEM_P (recog_data.operand[i]))
1695                 replaced = replace_oldest_value_mem (recog_data.operand[i],
1696                                                      insn, vd);
1697             }
1698           else if (MEM_P (recog_data.operand[i]))
1699             replaced = replace_oldest_value_mem (recog_data.operand[i],
1700                                                  insn, vd);
1701
1702           /* If we performed any replacement, update match_dups.  */
1703           if (replaced)
1704             {
1705               int j;
1706               rtx new;
1707
1708               changed = true;
1709
1710               new = *recog_data.operand_loc[i];
1711               recog_data.operand[i] = new;
1712               for (j = 0; j < recog_data.n_dups; j++)
1713                 if (recog_data.dup_num[j] == i)
1714                   *recog_data.dup_loc[j] = new;
1715             }
1716         }
1717
1718     did_replacement:
1719       /* Clobber call-clobbered registers.  */
1720       if (CALL_P (insn))
1721         for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
1722           if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, i))
1723             kill_value_regno (i, 1, vd);
1724
1725       /* Notice stores.  */
1726       note_stores (PATTERN (insn), kill_set_value, vd);
1727
1728       /* Notice copies.  */
1729       if (set && REG_P (SET_DEST (set)) && REG_P (SET_SRC (set)))
1730         copy_value (SET_DEST (set), SET_SRC (set), vd);
1731
1732       if (insn == BB_END (bb))
1733         break;
1734     }
1735
1736   return changed;
1737 }
1738
1739 /* Main entry point for the forward copy propagation optimization.  */
1740
1741 void
1742 copyprop_hardreg_forward (void)
1743 {
1744   struct value_data *all_vd;
1745   bool need_refresh;
1746   basic_block bb, bbp = 0;
1747
1748   need_refresh = false;
1749
1750   all_vd = xmalloc (sizeof (struct value_data) * last_basic_block);
1751
1752   FOR_EACH_BB (bb)
1753     {
1754       /* If a block has a single predecessor, that we've already
1755          processed, begin with the value data that was live at
1756          the end of the predecessor block.  */
1757       /* ??? Ought to use more intelligent queuing of blocks.  */
1758       if (bb->pred)
1759         for (bbp = bb; bbp && bbp != bb->pred->src; bbp = bbp->prev_bb);
1760       if (bb->pred
1761           && ! bb->pred->pred_next
1762           && ! (bb->pred->flags & (EDGE_ABNORMAL_CALL | EDGE_EH))
1763           && bb->pred->src != ENTRY_BLOCK_PTR
1764           && bbp)
1765         all_vd[bb->index] = all_vd[bb->pred->src->index];
1766       else
1767         init_value_data (all_vd + bb->index);
1768
1769       if (copyprop_hardreg_forward_1 (bb, all_vd + bb->index))
1770         need_refresh = true;
1771     }
1772
1773   if (need_refresh)
1774     {
1775       if (dump_file)
1776         fputs ("\n\n", dump_file);
1777
1778       /* ??? Irritatingly, delete_noop_moves does not take a set of blocks
1779          to scan, so we have to do a life update with no initial set of
1780          blocks Just In Case.  */
1781       delete_noop_moves ();
1782       update_life_info (NULL, UPDATE_LIFE_GLOBAL_RM_NOTES,
1783                         PROP_DEATH_NOTES
1784                         | PROP_SCAN_DEAD_CODE
1785                         | PROP_KILL_DEAD_CODE);
1786     }
1787
1788   free (all_vd);
1789 }
1790
1791 /* Dump the value chain data to stderr.  */
1792
1793 void
1794 debug_value_data (struct value_data *vd)
1795 {
1796   HARD_REG_SET set;
1797   unsigned int i, j;
1798
1799   CLEAR_HARD_REG_SET (set);
1800
1801   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; ++i)
1802     if (vd->e[i].oldest_regno == i)
1803       {
1804         if (vd->e[i].mode == VOIDmode)
1805           {
1806             if (vd->e[i].next_regno != INVALID_REGNUM)
1807               fprintf (stderr, "[%u] Bad next_regno for empty chain (%u)\n",
1808                        i, vd->e[i].next_regno);
1809             continue;
1810           }
1811
1812         SET_HARD_REG_BIT (set, i);
1813         fprintf (stderr, "[%u %s] ", i, GET_MODE_NAME (vd->e[i].mode));
1814
1815         for (j = vd->e[i].next_regno;
1816              j != INVALID_REGNUM;
1817              j = vd->e[j].next_regno)
1818           {
1819             if (TEST_HARD_REG_BIT (set, j))
1820               {
1821                 fprintf (stderr, "[%u] Loop in regno chain\n", j);
1822                 return;
1823               }
1824
1825             if (vd->e[j].oldest_regno != i)
1826               {
1827                 fprintf (stderr, "[%u] Bad oldest_regno (%u)\n",
1828                          j, vd->e[j].oldest_regno);
1829                 return;
1830               }
1831             SET_HARD_REG_BIT (set, j);
1832             fprintf (stderr, "[%u %s] ", j, GET_MODE_NAME (vd->e[j].mode));
1833           }
1834         fputc ('\n', stderr);
1835       }
1836
1837   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; ++i)
1838     if (! TEST_HARD_REG_BIT (set, i)
1839         && (vd->e[i].mode != VOIDmode
1840             || vd->e[i].oldest_regno != i
1841             || vd->e[i].next_regno != INVALID_REGNUM))
1842       fprintf (stderr, "[%u] Non-empty reg in chain (%s %u %i)\n",
1843                i, GET_MODE_NAME (vd->e[i].mode), vd->e[i].oldest_regno,
1844                vd->e[i].next_regno);
1845 }
1846
1847 #ifdef ENABLE_CHECKING
1848 static void
1849 validate_value_data (struct value_data *vd)
1850 {
1851   HARD_REG_SET set;
1852   unsigned int i, j;
1853
1854   CLEAR_HARD_REG_SET (set);
1855
1856   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; ++i)
1857     if (vd->e[i].oldest_regno == i)
1858       {
1859         if (vd->e[i].mode == VOIDmode)
1860           {
1861             if (vd->e[i].next_regno != INVALID_REGNUM)
1862               internal_error ("validate_value_data: [%u] Bad next_regno for empty chain (%u)",
1863                               i, vd->e[i].next_regno);
1864             continue;
1865           }
1866
1867         SET_HARD_REG_BIT (set, i);
1868
1869         for (j = vd->e[i].next_regno;
1870              j != INVALID_REGNUM;
1871              j = vd->e[j].next_regno)
1872           {
1873             if (TEST_HARD_REG_BIT (set, j))
1874               internal_error ("validate_value_data: Loop in regno chain (%u)",
1875                               j);
1876             if (vd->e[j].oldest_regno != i)
1877               internal_error ("validate_value_data: [%u] Bad oldest_regno (%u)",
1878                               j, vd->e[j].oldest_regno);
1879
1880             SET_HARD_REG_BIT (set, j);
1881           }
1882       }
1883
1884   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; ++i)
1885     if (! TEST_HARD_REG_BIT (set, i)
1886         && (vd->e[i].mode != VOIDmode
1887             || vd->e[i].oldest_regno != i
1888             || vd->e[i].next_regno != INVALID_REGNUM))
1889       internal_error ("validate_value_data: [%u] Non-empty reg in chain (%s %u %i)",
1890                       i, GET_MODE_NAME (vd->e[i].mode), vd->e[i].oldest_regno,
1891                       vd->e[i].next_regno);
1892 }
1893 #endif