re PR target/65697 (__atomic memory barriers not strong enough for __sync builtins)
[gcc.git] / gcc / bt-load.c
index c3bc3fab54223e76a96d25f41a1696cb9cec2713..9c1d04e1173997d2530813a777cd4461923103e6 100644 (file)
@@ -1,11 +1,12 @@
+
 /* Perform branch target register load optimizations.
-   Copyright (C) 2001, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2001-2015 Free Software Foundation, Inc.
 
 This file is part of GCC.
 
 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
-Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
+Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
 version.
 
 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
@@ -14,9 +15,8 @@ FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 for more details.
 
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
-02111-1307, USA.  */
+along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 #include "config.h"
 #include "system.h"
@@ -25,15 +25,38 @@ Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
 #include "rtl.h"
 #include "hard-reg-set.h"
 #include "regs.h"
-#include "fibheap.h"
-#include "output.h"
 #include "target.h"
-#include "expr.h"
+#include "symtab.h"
+#include "function.h"
 #include "flags.h"
+#include "alias.h"
+#include "tree.h"
+#include "insn-config.h"
+#include "expmed.h"
+#include "dojump.h"
+#include "explow.h"
+#include "calls.h"
+#include "emit-rtl.h"
+#include "varasm.h"
+#include "stmt.h"
+#include "expr.h"
 #include "insn-attr.h"
-#include "function.h"
 #include "except.h"
 #include "tm_p.h"
+#include "diagnostic-core.h"
+#include "tree-pass.h"
+#include "recog.h"
+#include "dominance.h"
+#include "cfg.h"
+#include "cfgrtl.h"
+#include "cfganal.h"
+#include "cfgcleanup.h"
+#include "predict.h"
+#include "basic-block.h"
+#include "df.h"
+#include "cfgloop.h"
+#include "rtl-iter.h"
+#include "fibonacci_heap.h"
 
 /* Target register optimizations - these are performed after reload.  */
 
@@ -49,7 +72,7 @@ typedef struct btr_user_s
   struct btr_user_s *next;
   basic_block bb;
   int luid;
-  rtx insn;
+  rtx_insn *insn;
   /* If INSN has a single use of a single branch register, then
      USE points to it within INSN.  If there is more than
      one branch register use, or the use is in some way ambiguous,
@@ -75,7 +98,7 @@ typedef struct btr_def_s
   struct btr_def_s *next_this_group;
   basic_block bb;
   int luid;
-  rtx insn;
+  rtx_insn *insn;
   int btr;
   int cost;
   /* For a branch register setting insn that has a constant
@@ -105,26 +128,26 @@ typedef struct btr_def_s
   bitmap live_range;
 } *btr_def;
 
+typedef fibonacci_heap <long, btr_def_s> btr_heap_t;
+typedef fibonacci_node <long, btr_def_s> btr_heap_node_t;
+
 static int issue_rate;
 
-static int basic_block_freq (basic_block);
-static int insn_sets_btr_p (rtx, int, int *);
-static rtx *find_btr_use (rtx);
-static int btr_referenced_p (rtx, rtx *);
-static int find_btr_reference (rtx *, void *);
+static int basic_block_freq (const_basic_block);
+static int insn_sets_btr_p (const rtx_insn *, int, int *);
 static void find_btr_def_group (btr_def_group *, btr_def);
-static btr_def add_btr_def (fibheap_t, basic_block, int, rtx,
+static btr_def add_btr_def (btr_heap_t *, basic_block, int, rtx_insn *,
                            unsigned int, int, btr_def_group *);
-static btr_user new_btr_user (basic_block, int, rtx);
+static btr_user new_btr_user (basic_block, int, rtx_insn *);
 static void dump_hard_reg_set (HARD_REG_SET);
 static void dump_btrs_live (int);
 static void note_other_use_this_block (unsigned int, btr_user);
-static void compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t, btr_def *,btr_user *,
+static void compute_defs_uses_and_gen (btr_heap_t *, btr_def *,btr_user *,
                                       sbitmap *, sbitmap *, HARD_REG_SET *);
 static void compute_kill (sbitmap *, sbitmap *, HARD_REG_SET *);
 static void compute_out (sbitmap *bb_out, sbitmap *, sbitmap *, int);
 static void link_btr_uses (btr_def *, btr_user *, sbitmap *, sbitmap *, int);
-static void build_btr_def_use_webs (fibheap_t);
+static void build_btr_def_use_webs (btr_heap_t *);
 static int block_at_edge_of_live_range_p (int, btr_def);
 static void clear_btr_from_live_range (btr_def def);
 static void add_btr_to_live_range (btr_def, int);
@@ -136,8 +159,8 @@ static void btr_def_live_range (btr_def, HARD_REG_SET *);
 static void move_btr_def (basic_block, int, btr_def, bitmap, HARD_REG_SET *);
 static int migrate_btr_def (btr_def, int);
 static void migrate_btr_defs (enum reg_class, int);
-static int can_move_up (basic_block, rtx, int);
-static void note_btr_set (rtx, rtx, void *);
+static int can_move_up (const_basic_block, const rtx_insn *, int);
+static void note_btr_set (rtx, const_rtx, void *);
 \f
 /* The following code performs code motion of target load instructions
    (instructions that set branch target registers), to move them
@@ -175,45 +198,32 @@ static int first_btr, last_btr;
 
 /* Return an estimate of the frequency of execution of block bb.  */
 static int
-basic_block_freq (basic_block bb)
+basic_block_freq (const_basic_block bb)
 {
   return bb->frequency;
 }
 
-static rtx *btr_reference_found;
-
-/* A subroutine of btr_referenced_p, called through for_each_rtx.
-   PREG is a pointer to an rtx that is to be excluded from the
-   traversal.  If we find a reference to a target register anywhere
-   else, return 1, and put a pointer to it into btr_reference_found.  */
-static int
-find_btr_reference (rtx *px, void *preg)
-{
-  rtx x;
-  int regno, i;
-
-  if (px == preg)
-    return -1;
-  x = *px;
-  if (!REG_P (x))
-    return 0;
-  regno = REGNO (x);
-  for (i = hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (x)] - 1; i >= 0; i--)
-    if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, regno+i))
-      {
-       btr_reference_found = px;
-       return 1;
-      }
-  return -1;
-}
-
-/* Return nonzero if X references (sets or reads) any branch target register.
-   If EXCLUDEP is set, disregard any references within the rtx pointed to
-   by it.  If returning nonzero, also set btr_reference_found as above.  */
-static int
-btr_referenced_p (rtx x, rtx *excludep)
+/* If X references (sets or reads) any branch target register, return one
+   such register.  If EXCLUDEP is set, disregard any references within
+   that location.  */
+static rtx *
+find_btr_use (rtx x, rtx *excludep = 0)
 {
-  return for_each_rtx (&x, find_btr_reference, excludep);
+  subrtx_ptr_iterator::array_type array;
+  FOR_EACH_SUBRTX_PTR (iter, array, &x, NONCONST)
+    {
+      rtx *loc = *iter;
+      if (loc == excludep)
+       iter.skip_subrtxes ();
+      else
+       {
+         const_rtx x = *loc;
+         if (REG_P (x)
+             && overlaps_hard_reg_set_p (all_btrs, GET_MODE (x), REGNO (x)))
+           return loc;
+       }
+    }
+  return 0;
 }
 
 /* Return true if insn is an instruction that sets a target register.
@@ -221,7 +231,7 @@ btr_referenced_p (rtx x, rtx *excludep)
    If such a set is found and REGNO is nonzero, assign the register number
    of the destination register to *REGNO.  */
 static int
-insn_sets_btr_p (rtx insn, int check_const, int *regno)
+insn_sets_btr_p (const rtx_insn *insn, int check_const, int *regno)
 {
   rtx set;
 
@@ -237,8 +247,8 @@ insn_sets_btr_p (rtx insn, int check_const, int *regno)
       if (REG_P (dest)
          && TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, REGNO (dest)))
        {
-         gcc_assert (!btr_referenced_p (src, NULL));
-         
+         gcc_assert (!find_btr_use (src));
+
          if (!check_const || CONSTANT_P (src))
            {
              if (regno)
@@ -250,13 +260,6 @@ insn_sets_btr_p (rtx insn, int check_const, int *regno)
   return 0;
 }
 
-/* Find and return a use of a target register within an instruction INSN.  */
-static rtx *
-find_btr_use (rtx insn)
-{
-  return btr_referenced_p (insn, NULL) ? btr_reference_found : NULL;
-}
-
 /* Find the group that the target register definition DEF belongs
    to in the list starting with *ALL_BTR_DEF_GROUPS.  If no such
    group exists, create one.  Add def to the group.  */
@@ -278,8 +281,7 @@ find_btr_def_group (btr_def_group *all_btr_def_groups, btr_def def)
 
       if (!this_group)
        {
-         this_group = obstack_alloc (&migrate_btrl_obstack,
-                                     sizeof (struct btr_def_group_s));
+         this_group = XOBNEW (&migrate_btrl_obstack, struct btr_def_group_s);
          this_group->src = def_src;
          this_group->members = NULL;
          this_group->next = *all_btr_def_groups;
@@ -297,41 +299,41 @@ find_btr_def_group (btr_def_group *all_btr_def_groups, btr_def def)
    block BB, instruction INSN, and insert it into ALL_BTR_DEFS.  Return
    the new definition.  */
 static btr_def
-add_btr_def (fibheap_t all_btr_defs, basic_block bb, int insn_luid, rtx insn,
+add_btr_def (btr_heap_t *all_btr_defs, basic_block bb, int insn_luid,
+            rtx_insn *insn,
             unsigned int dest_reg, int other_btr_uses_before_def,
             btr_def_group *all_btr_def_groups)
 {
-  btr_def this
-    = obstack_alloc (&migrate_btrl_obstack, sizeof (struct btr_def_s));
-  this->bb = bb;
-  this->luid = insn_luid;
-  this->insn = insn;
-  this->btr = dest_reg;
-  this->cost = basic_block_freq (bb);
-  this->has_ambiguous_use = 0;
-  this->other_btr_uses_before_def = other_btr_uses_before_def;
-  this->other_btr_uses_after_use = 0;
-  this->next_this_bb = NULL;
-  this->next_this_group = NULL;
-  this->uses = NULL;
-  this->live_range = NULL;
-  find_btr_def_group (all_btr_def_groups, this);
-
-  fibheap_insert (all_btr_defs, -this->cost, this);
+  btr_def this_def = XOBNEW (&migrate_btrl_obstack, struct btr_def_s);
+  this_def->bb = bb;
+  this_def->luid = insn_luid;
+  this_def->insn = insn;
+  this_def->btr = dest_reg;
+  this_def->cost = basic_block_freq (bb);
+  this_def->has_ambiguous_use = 0;
+  this_def->other_btr_uses_before_def = other_btr_uses_before_def;
+  this_def->other_btr_uses_after_use = 0;
+  this_def->next_this_bb = NULL;
+  this_def->next_this_group = NULL;
+  this_def->uses = NULL;
+  this_def->live_range = NULL;
+  find_btr_def_group (all_btr_def_groups, this_def);
+
+  all_btr_defs->insert (-this_def->cost, this_def);
 
   if (dump_file)
     fprintf (dump_file,
       "Found target reg definition: sets %u { bb %d, insn %d }%s priority %d\n",
-      dest_reg, bb->index, INSN_UID (insn), (this->group ? "" : ":not const"),
-      this->cost);
+            dest_reg, bb->index, INSN_UID (insn),
+            (this_def->group ? "" : ":not const"), this_def->cost);
 
-  return this;
+  return this_def;
 }
 
 /* Create a new target register user structure, for a use in block BB,
    instruction INSN.  Return the new user.  */
 static btr_user
-new_btr_user (basic_block bb, int insn_luid, rtx insn)
+new_btr_user (basic_block bb, int insn_luid, rtx_insn *insn)
 {
   /* This instruction reads target registers.  We need
      to decide whether we can replace all target register
@@ -348,12 +350,12 @@ new_btr_user (basic_block bb, int insn_luid, rtx insn)
       /* We want to ensure that USE is the only use of a target
         register in INSN, so that we know that to rewrite INSN to use
         a different target register, all we have to do is replace USE.  */
-      unambiguous_single_use = !btr_referenced_p (PATTERN (insn), usep);
+      unambiguous_single_use = !find_btr_use (PATTERN (insn), usep);
       if (!unambiguous_single_use)
        usep = NULL;
     }
   use = usep ? *usep : NULL_RTX;
-  user = obstack_alloc (&migrate_btrl_obstack, sizeof (struct btr_user_s));
+  user = XOBNEW (&migrate_btrl_obstack, struct btr_user_s);
   user->bb = bb;
   user->luid = insn_luid;
   user->insn = insn;
@@ -422,28 +424,28 @@ typedef struct {
    straightforward definitions.  DATA points to information about the
    current basic block that needs updating.  */
 static void
-note_btr_set (rtx dest, rtx set ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
+note_btr_set (rtx dest, const_rtx set ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
 {
-  defs_uses_info *info = data;
+  defs_uses_info *info = (defs_uses_info *) data;
   int regno, end_regno;
 
   if (!REG_P (dest))
     return;
   regno = REGNO (dest);
-  end_regno = regno + hard_regno_nregs[regno][GET_MODE (dest)];
+  end_regno = END_REGNO (dest);
   for (; regno < end_regno; regno++)
     if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, regno))
       {
        note_other_use_this_block (regno, info->users_this_bb);
        SET_HARD_REG_BIT (info->btrs_written_in_block, regno);
        SET_HARD_REG_BIT (info->btrs_live_in_block, regno);
-       sbitmap_difference (info->bb_gen, info->bb_gen,
+       bitmap_and_compl (info->bb_gen, info->bb_gen,
                            info->btr_defset[regno - first_btr]);
       }
 }
 
 static void
-compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
+compute_defs_uses_and_gen (btr_heap_t *all_btr_defs, btr_def *def_array,
                           btr_user *use_array, sbitmap *btr_defset,
                           sbitmap *bb_gen, HARD_REG_SET *btrs_written)
 {
@@ -458,14 +460,14 @@ compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
   btr_def_group all_btr_def_groups = NULL;
   defs_uses_info info;
 
-  sbitmap_vector_zero (bb_gen, n_basic_blocks);
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+  bitmap_vector_clear (bb_gen, last_basic_block_for_fn (cfun));
+  for (i = NUM_FIXED_BLOCKS; i < last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
     {
-      basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
+      basic_block bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i);
       int reg;
       btr_def defs_this_bb = NULL;
-      rtx insn;
-      rtx last;
+      rtx_insn *insn;
+      rtx_insn *last;
       int can_throw = 0;
 
       info.users_this_bb = NULL;
@@ -476,7 +478,7 @@ compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
       CLEAR_HARD_REG_SET (info.btrs_written_in_block);
       for (reg = first_btr; reg <= last_btr; reg++)
        if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, reg)
-           && REGNO_REG_SET_P (bb->global_live_at_start, reg))
+           && REGNO_REG_SET_P (df_get_live_in (bb), reg))
          SET_HARD_REG_BIT (info.btrs_live_in_block, reg);
 
       for (insn = BB_HEAD (bb), last = NEXT_INSN (BB_END (bb));
@@ -498,17 +500,33 @@ compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
                  def_array[insn_uid] = def;
                  SET_HARD_REG_BIT (info.btrs_written_in_block, regno);
                  SET_HARD_REG_BIT (info.btrs_live_in_block, regno);
-                 sbitmap_difference (bb_gen[i], bb_gen[i],
+                 bitmap_and_compl (bb_gen[i], bb_gen[i],
                                      btr_defset[regno - first_btr]);
-                 SET_BIT (bb_gen[i], insn_uid);
+                 bitmap_set_bit (bb_gen[i], insn_uid);
                  def->next_this_bb = defs_this_bb;
                  defs_this_bb = def;
-                 SET_BIT (btr_defset[regno - first_btr], insn_uid);
+                 bitmap_set_bit (btr_defset[regno - first_btr], insn_uid);
                  note_other_use_this_block (regno, info.users_this_bb);
                }
+             /* Check for the blockage emitted by expand_nl_goto_receiver.  */
+             else if (cfun->has_nonlocal_label
+                      && GET_CODE (PATTERN (insn)) == UNSPEC_VOLATILE)
+               {
+                 btr_user user;
+
+                 /* Do the equivalent of calling note_other_use_this_block
+                    for every target register.  */
+                 for (user = info.users_this_bb; user != NULL;
+                      user = user->next)
+                   if (user->use)
+                     user->other_use_this_block = 1;
+                 IOR_HARD_REG_SET (info.btrs_written_in_block, all_btrs);
+                 IOR_HARD_REG_SET (info.btrs_live_in_block, all_btrs);
+                 bitmap_clear (info.bb_gen);
+               }
              else
                {
-                 if (btr_referenced_p (PATTERN (insn), NULL))
+                 if (find_btr_use (PATTERN (insn)))
                    {
                      btr_user user = new_btr_user (bb, insn_luid, insn);
 
@@ -521,8 +539,7 @@ compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
                          int reg;
                          for (reg = first_btr; reg <= last_btr; reg++)
                            if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, reg)
-                               && refers_to_regno_p (reg, reg + 1, user->insn,
-                                                     NULL))
+                               && refers_to_regno_p (reg, user->insn))
                              {
                                note_other_use_this_block (reg,
                                                           info.users_this_bb);
@@ -543,7 +560,7 @@ compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
                      /* Check for sibcall.  */
                      if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
                        for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
-                         if (GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i)) == RETURN)
+                         if (ANY_RETURN_P (XVECEXP (pat, 0, i)))
                            {
                              COMPL_HARD_REG_SET (call_saved,
                                                  call_used_reg_set);
@@ -561,7 +578,7 @@ compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
       COPY_HARD_REG_SET (btrs_live[i], info.btrs_live_in_block);
       COPY_HARD_REG_SET (btrs_written[i], info.btrs_written_in_block);
 
-      REG_SET_TO_HARD_REG_SET (btrs_live_at_end[i], bb->global_live_at_end);
+      REG_SET_TO_HARD_REG_SET (btrs_live_at_end[i], df_get_live_out (bb));
       /* If this block ends in a jump insn, add any uses or even clobbers
         of branch target registers that it might have.  */
       for (insn = BB_END (bb); insn != BB_HEAD (bb) && ! INSN_P (insn); )
@@ -585,12 +602,12 @@ compute_defs_uses_and_gen (fibheap_t all_btr_defs, btr_def *def_array,
          int regno;
 
          for (regno = first_btr; regno <= last_btr; regno++)
-           if (refers_to_regno_p (regno, regno+1, insn, NULL))
+           if (refers_to_regno_p (regno, insn))
              SET_HARD_REG_BIT (btrs_live_at_end[i], regno);
        }
 
       if (dump_file)
-       dump_btrs_live(i);
+       dump_btrs_live (i);
     }
 }
 
@@ -603,13 +620,13 @@ compute_kill (sbitmap *bb_kill, sbitmap *btr_defset,
 
   /* For each basic block, form the set BB_KILL - the set
      of definitions that the block kills.  */
-  sbitmap_vector_zero (bb_kill, n_basic_blocks);
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+  bitmap_vector_clear (bb_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
+  for (i = NUM_FIXED_BLOCKS; i < last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
     {
       for (regno = first_btr; regno <= last_btr; regno++)
        if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, regno)
            && TEST_HARD_REG_BIT (btrs_written[i], regno))
-         sbitmap_a_or_b (bb_kill[i], bb_kill[i],
+         bitmap_ior (bb_kill[i], bb_kill[i],
                          btr_defset[regno - first_btr]);
     }
 }
@@ -627,17 +644,17 @@ compute_out (sbitmap *bb_out, sbitmap *bb_gen, sbitmap *bb_kill, int max_uid)
   int changed;
   sbitmap bb_in = sbitmap_alloc (max_uid);
 
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
-    sbitmap_copy (bb_out[i], bb_gen[i]);
+  for (i = NUM_FIXED_BLOCKS; i < last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
+    bitmap_copy (bb_out[i], bb_gen[i]);
 
   changed = 1;
   while (changed)
     {
       changed = 0;
-      for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+      for (i = NUM_FIXED_BLOCKS; i < last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
        {
-         sbitmap_union_of_preds (bb_in, bb_out, i);
-         changed |= sbitmap_union_of_diff_cg (bb_out[i], bb_gen[i],
+         bitmap_union_of_preds (bb_in, bb_out, BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i));
+         changed |= bitmap_ior_and_compl (bb_out[i], bb_gen[i],
                                               bb_in, bb_kill[i]);
        }
     }
@@ -653,13 +670,13 @@ link_btr_uses (btr_def *def_array, btr_user *use_array, sbitmap *bb_out,
 
   /* Link uses to the uses lists of all of their reaching defs.
      Count up the number of reaching defs of each use.  */
-  for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+  for (i = NUM_FIXED_BLOCKS; i < last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
     {
-      basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
-      rtx insn;
-      rtx last;
+      basic_block bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i);
+      rtx_insn *insn;
+      rtx_insn *last;
 
-      sbitmap_union_of_preds (reaching_defs, bb_out, i);
+      bitmap_union_of_preds (reaching_defs, bb_out, BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i));
       for (insn = BB_HEAD (bb), last = NEXT_INSN (BB_END (bb));
           insn != last;
           insn = NEXT_INSN (insn))
@@ -674,19 +691,20 @@ link_btr_uses (btr_def *def_array, btr_user *use_array, sbitmap *bb_out,
                {
                  /* Remove all reaching defs of regno except
                     for this one.  */
-                 sbitmap_difference (reaching_defs, reaching_defs,
+                 bitmap_and_compl (reaching_defs, reaching_defs,
                                      btr_defset[def->btr - first_btr]);
-                 SET_BIT(reaching_defs, insn_uid);
+                 bitmap_set_bit (reaching_defs, insn_uid);
                }
 
              if (user != NULL)
                {
                  /* Find all the reaching defs for this use.  */
-                 sbitmap reaching_defs_of_reg = sbitmap_alloc(max_uid);
-                 int uid;
+                 sbitmap reaching_defs_of_reg = sbitmap_alloc (max_uid);
+                 unsigned int uid = 0;
+                 sbitmap_iterator sbi;
 
                  if (user->use)
-                   sbitmap_a_and_b (
+                   bitmap_and (
                      reaching_defs_of_reg,
                      reaching_defs,
                      btr_defset[REGNO (user->use) - first_btr]);
@@ -694,17 +712,16 @@ link_btr_uses (btr_def *def_array, btr_user *use_array, sbitmap *bb_out,
                    {
                      int reg;
 
-                     sbitmap_zero (reaching_defs_of_reg);
+                     bitmap_clear (reaching_defs_of_reg);
                      for (reg = first_btr; reg <= last_btr; reg++)
                        if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, reg)
-                           && refers_to_regno_p (reg, reg + 1, user->insn,
-                                                 NULL))
-                         sbitmap_a_or_b_and_c (reaching_defs_of_reg,
+                           && refers_to_regno_p (reg, user->insn))
+                         bitmap_or_and (reaching_defs_of_reg,
                            reaching_defs_of_reg,
                            reaching_defs,
                            btr_defset[reg - first_btr]);
                    }
-                 EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (reaching_defs_of_reg, 0, uid,
+                 EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (reaching_defs_of_reg, 0, uid, sbi)
                    {
                      btr_def def = def_array[uid];
 
@@ -736,7 +753,7 @@ link_btr_uses (btr_def *def_array, btr_user *use_array, sbitmap *bb_out,
                        def->other_btr_uses_after_use = 1;
                      user->next = def->uses;
                      def->uses = user;
-                   });
+                   }
                  sbitmap_free (reaching_defs_of_reg);
                }
 
@@ -747,7 +764,7 @@ link_btr_uses (btr_def *def_array, btr_user *use_array, sbitmap *bb_out,
                  for (regno = first_btr; regno <= last_btr; regno++)
                    if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, regno)
                        && TEST_HARD_REG_BIT (call_used_reg_set, regno))
-                     sbitmap_difference (reaching_defs, reaching_defs,
+                     bitmap_and_compl (reaching_defs, reaching_defs,
                                          btr_defset[regno - first_btr]);
                }
            }
@@ -757,28 +774,30 @@ link_btr_uses (btr_def *def_array, btr_user *use_array, sbitmap *bb_out,
 }
 
 static void
-build_btr_def_use_webs (fibheap_t all_btr_defs)
+build_btr_def_use_webs (btr_heap_t *all_btr_defs)
 {
   const int max_uid = get_max_uid ();
-  btr_def  *def_array   = xcalloc (max_uid, sizeof (btr_def));
-  btr_user *use_array   = xcalloc (max_uid, sizeof (btr_user));
+  btr_def  *def_array   = XCNEWVEC (btr_def, max_uid);
+  btr_user *use_array   = XCNEWVEC (btr_user, max_uid);
   sbitmap *btr_defset   = sbitmap_vector_alloc (
                           (last_btr - first_btr) + 1, max_uid);
-  sbitmap *bb_gen      = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, max_uid);
-  HARD_REG_SET *btrs_written = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (HARD_REG_SET));
+  sbitmap *bb_gen = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun),
+                                         max_uid);
+  HARD_REG_SET *btrs_written = XCNEWVEC (HARD_REG_SET,
+                                        last_basic_block_for_fn (cfun));
   sbitmap *bb_kill;
   sbitmap *bb_out;
 
-  sbitmap_vector_zero (btr_defset, (last_btr - first_btr) + 1);
+  bitmap_vector_clear (btr_defset, (last_btr - first_btr) + 1);
 
   compute_defs_uses_and_gen (all_btr_defs, def_array, use_array, btr_defset,
                             bb_gen, btrs_written);
 
-  bb_kill = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, max_uid);
+  bb_kill = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun), max_uid);
   compute_kill (bb_kill, btr_defset, btrs_written);
   free (btrs_written);
 
-  bb_out = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, max_uid);
+  bb_out = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun), max_uid);
   compute_out (bb_out, bb_gen, bb_kill, max_uid);
 
   sbitmap_vector_free (bb_gen);
@@ -798,13 +817,14 @@ build_btr_def_use_webs (fibheap_t all_btr_defs)
 static int
 block_at_edge_of_live_range_p (int bb, btr_def def)
 {
-  if (def->other_btr_uses_before_def && BASIC_BLOCK (bb) == def->bb)
+  if (def->other_btr_uses_before_def
+      && BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, bb) == def->bb)
     return 1;
   else if (def->other_btr_uses_after_use)
     {
       btr_user user;
       for (user = def->uses; user != NULL; user = user->next)
-       if (BASIC_BLOCK (bb) == user->bb)
+       if (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, bb) == user->bb)
          return 1;
     }
   return 0;
@@ -884,7 +904,7 @@ augment_live_range (bitmap live_range, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range,
 {
   basic_block *worklist, *tos;
 
-  tos = worklist = xmalloc (sizeof (basic_block) * (n_basic_blocks + 1));
+  tos = worklist = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks_for_fn (cfun) + 1);
 
   if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, new_bb, head_bb))
     {
@@ -892,6 +912,7 @@ augment_live_range (bitmap live_range, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range,
        {
          if (full_range)
            IOR_HARD_REG_SET (*btrs_live_in_range, btrs_live[new_bb->index]);
+         free (tos);
          return;
        }
       *tos++ = new_bb;
@@ -903,12 +924,12 @@ augment_live_range (bitmap live_range, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range,
       int new_block = new_bb->index;
 
       gcc_assert (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, head_bb, new_bb));
-  
+
       IOR_HARD_REG_SET (*btrs_live_in_range, btrs_live[head_bb->index]);
       bitmap_set_bit (live_range, new_block);
       /* A previous btr migration could have caused a register to be
-        live just at the end of new_block which we need in full, so
-        use trs_live_at_end even if full_range is set.  */
+       live just at the end of new_block which we need in full, so
+       use trs_live_at_end even if full_range is set.  */
       IOR_HARD_REG_SET (*btrs_live_in_range, btrs_live_at_end[new_block]);
       if (full_range)
        IOR_HARD_REG_SET (*btrs_live_in_range, btrs_live[new_block]);
@@ -967,20 +988,19 @@ static int
 choose_btr (HARD_REG_SET used_btrs)
 {
   int i;
-  GO_IF_HARD_REG_SUBSET (all_btrs, used_btrs, give_up);
 
-  for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
-    {
+  if (!hard_reg_set_subset_p (all_btrs, used_btrs))
+    for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
+      {
 #ifdef REG_ALLOC_ORDER
-      int regno = reg_alloc_order[i];
+       int regno = reg_alloc_order[i];
 #else
-      int regno = i;
+       int regno = i;
 #endif
-      if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, regno)
-         && !TEST_HARD_REG_BIT (used_btrs, regno))
-       return regno;
-    }
-give_up:
+       if (TEST_HARD_REG_BIT (all_btrs, regno)
+           && !TEST_HARD_REG_BIT (used_btrs, regno))
+         return regno;
+      }
   return -1;
 }
 
@@ -996,7 +1016,7 @@ btr_def_live_range (btr_def def, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range)
     {
       btr_user user;
 
-      def->live_range = BITMAP_XMALLOC ();
+      def->live_range = BITMAP_ALLOC (NULL);
 
       bitmap_set_bit (def->live_range, def->bb->index);
       COPY_HARD_REG_SET (*btrs_live_in_range,
@@ -1008,7 +1028,7 @@ btr_def_live_range (btr_def def, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range)
                            def->bb, user->bb,
                            (flag_btr_bb_exclusive
                             || user->insn != BB_END (def->bb)
-                            || GET_CODE (user->insn) != JUMP_INSN));
+                            || !JUMP_P (user->insn)));
     }
   else
     {
@@ -1056,7 +1076,7 @@ combine_btr_defs (btr_def def, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range)
             target registers live over the merged range.  */
          int btr;
          HARD_REG_SET combined_btrs_live;
-         bitmap combined_live_range = BITMAP_XMALLOC ();
+         bitmap combined_live_range = BITMAP_ALLOC (NULL);
          btr_user user;
 
          if (other_def->live_range == NULL)
@@ -1072,7 +1092,7 @@ combine_btr_defs (btr_def def, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range)
                                def->bb, user->bb,
                                (flag_btr_bb_exclusive
                                 || user->insn != BB_END (def->bb)
-                                || GET_CODE (user->insn) != JUMP_INSN));
+                                || !JUMP_P (user->insn)));
 
          btr = choose_btr (combined_btrs_live);
          if (btr != -1)
@@ -1114,7 +1134,7 @@ combine_btr_defs (btr_def def, HARD_REG_SET *btrs_live_in_range)
              delete_insn (other_def->insn);
 
            }
-         BITMAP_XFREE (combined_live_range);
+         BITMAP_FREE (combined_live_range);
        }
     }
 }
@@ -1135,12 +1155,12 @@ move_btr_def (basic_block new_def_bb, int btr, btr_def def, bitmap live_range,
      Replace all uses of the old target register definition by
      uses of the new definition.  Delete the old definition.  */
   basic_block b = new_def_bb;
-  rtx insp = BB_HEAD (b);
-  rtx old_insn = def->insn;
+  rtx_insn *insp = BB_HEAD (b);
+  rtx_insn *old_insn = def->insn;
   rtx src;
   rtx btr_rtx;
-  rtx new_insn;
-  enum machine_mode btr_mode;
+  rtx_insn *new_insn;
+  machine_mode btr_mode;
   btr_user user;
   rtx set;
 
@@ -1171,7 +1191,7 @@ move_btr_def (basic_block new_def_bb, int btr, btr_def def, bitmap live_range,
       insp = BB_END (b);
       for (insp = BB_END (b); ! INSN_P (insp); insp = PREV_INSN (insp))
        gcc_assert (insp != BB_HEAD (b));
-      
+
       if (JUMP_P (insp) || can_throw_internal (insp))
        insp = PREV_INSN (insp);
     }
@@ -1186,7 +1206,7 @@ move_btr_def (basic_block new_def_bb, int btr, btr_def def, bitmap live_range,
   /* Insert target register initialization at head of basic block.  */
   def->insn = emit_insn_after (new_insn, insp);
 
-  regs_ever_live[btr] = 1;
+  df_set_regs_ever_live (btr, true);
 
   if (dump_file)
     fprintf (dump_file, "New pt is insn %d, inserted after insn %d\n",
@@ -1209,7 +1229,7 @@ move_btr_def (basic_block new_def_bb, int btr, btr_def def, bitmap live_range,
        replacement_rtx = btr_rtx;
       else
        replacement_rtx = gen_rtx_REG (GET_MODE (user->use), btr);
-      replace_rtx (user->insn, user->use, replacement_rtx);
+      validate_replace_rtx (user->use, replacement_rtx, user->insn);
       user->use = replacement_rtx;
     }
 }
@@ -1217,7 +1237,7 @@ move_btr_def (basic_block new_def_bb, int btr, btr_def def, bitmap live_range,
 /* We anticipate intra-block scheduling to be done.  See if INSN could move
    up within BB by N_INSNS.  */
 static int
-can_move_up (basic_block bb, rtx insn, int n_insns)
+can_move_up (const_basic_block bb, const rtx_insn *insn, int n_insns)
 {
   while (insn != BB_HEAD (bb) && n_insns > 0)
     {
@@ -1257,7 +1277,7 @@ migrate_btr_def (btr_def def, int min_cost)
   HARD_REG_SET btrs_live_in_range;
   int btr_used_near_def = 0;
   int def_basic_block_freq;
-  basic_block try;
+  basic_block attempt;
   int give_up = 0;
   int def_moved = 0;
   btr_user user;
@@ -1287,7 +1307,7 @@ migrate_btr_def (btr_def def, int min_cost)
     }
 
   btr_def_live_range (def, &btrs_live_in_range);
-  live_range = BITMAP_XMALLOC ();
+  live_range = BITMAP_ALLOC (NULL);
   bitmap_copy (live_range, def->live_range);
 
 #ifdef INSN_SCHEDULING
@@ -1311,22 +1331,32 @@ migrate_btr_def (btr_def def, int min_cost)
 
   def_basic_block_freq = basic_block_freq (def->bb);
 
-  for (try = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, def->bb);
-       !give_up && try && try != ENTRY_BLOCK_PTR && def->cost >= min_cost;
-       try = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, try))
+  for (attempt = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, def->bb);
+       !give_up && attempt && attempt != ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
+       && def->cost >= min_cost;
+       attempt = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, attempt))
     {
       /* Try to move the instruction that sets the target register into
-        basic block TRY.  */
-      int try_freq = basic_block_freq (try);
+        basic block ATTEMPT.  */
+      int try_freq = basic_block_freq (attempt);
+      edge_iterator ei;
+      edge e;
+
+      /* If ATTEMPT has abnormal edges, skip it.  */
+      FOR_EACH_EDGE (e, ei, attempt->succs)
+       if (e->flags & EDGE_COMPLEX)
+         break;
+      if (e)
+       continue;
 
       if (dump_file)
-       fprintf (dump_file, "trying block %d ...", try->index);
+       fprintf (dump_file, "trying block %d ...", attempt->index);
 
       if (try_freq < def_basic_block_freq
          || (try_freq == def_basic_block_freq && btr_used_near_def))
        {
          int btr;
-         augment_live_range (live_range, &btrs_live_in_range, def->bb, try,
+         augment_live_range (live_range, &btrs_live_in_range, def->bb, attempt,
                              flag_btr_bb_exclusive);
          if (dump_file)
            {
@@ -1337,8 +1367,8 @@ migrate_btr_def (btr_def def, int min_cost)
          btr = choose_btr (btrs_live_in_range);
          if (btr != -1)
            {
-             move_btr_def (try, btr, def, live_range, &btrs_live_in_range);
-             bitmap_copy(live_range, def->live_range);
+             move_btr_def (attempt, btr, def, live_range, &btrs_live_in_range);
+             bitmap_copy (live_range, def->live_range);
              btr_used_near_def = 0;
              def_moved = 1;
              def_basic_block_freq = basic_block_freq (def->bb);
@@ -1361,7 +1391,7 @@ migrate_btr_def (btr_def def, int min_cost)
       if (dump_file)
        fprintf (dump_file, "failed to move\n");
     }
-  BITMAP_XFREE (live_range);
+  BITMAP_FREE (live_range);
   return !give_up;
 }
 
@@ -1370,7 +1400,7 @@ migrate_btr_def (btr_def def, int min_cost)
 static void
 migrate_btr_defs (enum reg_class btr_class, int allow_callee_save)
 {
-  fibheap_t all_btr_defs = fibheap_new ();
+  btr_heap_t all_btr_defs (LONG_MIN);
   int reg;
 
   gcc_obstack_init (&migrate_btrl_obstack);
@@ -1378,21 +1408,22 @@ migrate_btr_defs (enum reg_class btr_class, int allow_callee_save)
     {
       int i;
 
-      for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
+      for (i = NUM_FIXED_BLOCKS; i < last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
        {
-         basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
-         fprintf(dump_file,
-           "Basic block %d: count = " HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC
-           " loop-depth = %d idom = %d\n",
-           i, (HOST_WIDEST_INT) bb->count, bb->loop_depth,
-           get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb)->index);
+         basic_block bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i);
+         fprintf (dump_file,
+                  "Basic block %d: count = %" PRId64
+                  " loop-depth = %d idom = %d\n",
+                  i, (int64_t) bb->count, bb_loop_depth (bb),
+                  get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb)->index);
        }
     }
 
   CLEAR_HARD_REG_SET (all_btrs);
   for (first_btr = -1, reg = 0; reg < FIRST_PSEUDO_REGISTER; reg++)
     if (TEST_HARD_REG_BIT (reg_class_contents[(int) btr_class], reg)
-       && (allow_callee_save || call_used_regs[reg] || regs_ever_live[reg]))
+       && (allow_callee_save || call_used_regs[reg]
+           || df_regs_ever_live_p (reg)))
       {
        SET_HARD_REG_BIT (all_btrs, reg);
        last_btr = reg;
@@ -1400,18 +1431,18 @@ migrate_btr_defs (enum reg_class btr_class, int allow_callee_save)
          first_btr = reg;
       }
 
-  btrs_live = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (HARD_REG_SET));
-  btrs_live_at_end = xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (HARD_REG_SET));
+  btrs_live = XCNEWVEC (HARD_REG_SET, last_basic_block_for_fn (cfun));
+  btrs_live_at_end = XCNEWVEC (HARD_REG_SET, last_basic_block_for_fn (cfun));
 
-  build_btr_def_use_webs (all_btr_defs);
+  build_btr_def_use_webs (&all_btr_defs);
 
-  while (!fibheap_empty (all_btr_defs))
+  while (!all_btr_defs.empty ())
     {
-      btr_def def = fibheap_extract_min (all_btr_defs);
-      int min_cost = -fibheap_min_key (all_btr_defs);
+      int min_cost = -all_btr_defs.min_key ();
+      btr_def def = all_btr_defs.extract_min ();
       if (migrate_btr_def (def, min_cost))
        {
-         fibheap_insert (all_btr_defs, -def->cost, (void *) def);
+         all_btr_defs.insert (-def->cost, def);
          if (dump_file)
            {
              fprintf (dump_file,
@@ -1420,20 +1451,20 @@ migrate_btr_defs (enum reg_class btr_class, int allow_callee_save)
            }
        }
       else
-       BITMAP_XFREE (def->live_range);
+       BITMAP_FREE (def->live_range);
     }
 
   free (btrs_live);
   free (btrs_live_at_end);
   obstack_free (&migrate_btrl_obstack, NULL);
-  fibheap_delete (all_btr_defs);
 }
 
-void
+static void
 branch_target_load_optimize (bool after_prologue_epilogue_gen)
 {
-  enum reg_class class = targetm.branch_target_register_class ();
-  if (class != NO_REGS)
+  enum reg_class klass
+    = (enum reg_class) targetm.branch_target_register_class ();
+  if (klass != NO_REGS)
     {
       /* Initialize issue_rate.  */
       if (targetm.sched.issue_rate)
@@ -1441,24 +1472,127 @@ branch_target_load_optimize (bool after_prologue_epilogue_gen)
       else
        issue_rate = 1;
 
-      /* Build the CFG for migrate_btr_defs.  */
+      if (!after_prologue_epilogue_gen)
+       {
+         /* Build the CFG for migrate_btr_defs.  */
 #if 1
-      /* This may or may not be needed, depending on where we
-        run this phase.  */
-      cleanup_cfg (optimize ? CLEANUP_EXPENSIVE : 0);
+         /* This may or may not be needed, depending on where we
+            run this phase.  */
+         cleanup_cfg (optimize ? CLEANUP_EXPENSIVE : 0);
 #endif
+       }
+      df_analyze ();
 
-      life_analysis (NULL, 0);
 
       /* Dominator info is also needed for migrate_btr_def.  */
       calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
-      migrate_btr_defs (class,
+      migrate_btr_defs (klass,
                       (targetm.branch_target_register_callee_saved
                        (after_prologue_epilogue_gen)));
 
       free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
+    }
+}
+\f
+namespace {
 
-      update_life_info (NULL, UPDATE_LIFE_GLOBAL_RM_NOTES,
-                       PROP_DEATH_NOTES | PROP_REG_INFO);
+const pass_data pass_data_branch_target_load_optimize1 =
+{
+  RTL_PASS, /* type */
+  "btl1", /* name */
+  OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
+  TV_NONE, /* tv_id */
+  0, /* properties_required */
+  0, /* properties_provided */
+  0, /* properties_destroyed */
+  0, /* todo_flags_start */
+  0, /* todo_flags_finish */
+};
+
+class pass_branch_target_load_optimize1 : public rtl_opt_pass
+{
+public:
+  pass_branch_target_load_optimize1 (gcc::context *ctxt)
+    : rtl_opt_pass (pass_data_branch_target_load_optimize1, ctxt)
+  {}
+
+  /* opt_pass methods: */
+  virtual bool gate (function *) { return flag_branch_target_load_optimize; }
+  virtual unsigned int execute (function *)
+    {
+      branch_target_load_optimize (epilogue_completed);
+      return 0;
     }
+
+}; // class pass_branch_target_load_optimize1
+
+} // anon namespace
+
+rtl_opt_pass *
+make_pass_branch_target_load_optimize1 (gcc::context *ctxt)
+{
+  return new pass_branch_target_load_optimize1 (ctxt);
+}
+
+
+namespace {
+
+const pass_data pass_data_branch_target_load_optimize2 =
+{
+  RTL_PASS, /* type */
+  "btl2", /* name */
+  OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
+  TV_NONE, /* tv_id */
+  0, /* properties_required */
+  0, /* properties_provided */
+  0, /* properties_destroyed */
+  0, /* todo_flags_start */
+  0, /* todo_flags_finish */
+};
+
+class pass_branch_target_load_optimize2 : public rtl_opt_pass
+{
+public:
+  pass_branch_target_load_optimize2 (gcc::context *ctxt)
+    : rtl_opt_pass (pass_data_branch_target_load_optimize2, ctxt)
+  {}
+
+  /* opt_pass methods: */
+  virtual bool gate (function *)
+    {
+      return (optimize > 0 && flag_branch_target_load_optimize2);
+    }
+
+  virtual unsigned int execute (function *);
+
+}; // class pass_branch_target_load_optimize2
+
+unsigned int
+pass_branch_target_load_optimize2::execute (function *)
+{
+  static int warned = 0;
+
+  /* Leave this a warning for now so that it is possible to experiment
+     with running this pass twice.  In 3.6, we should either make this
+     an error, or use separate dump files.  */
+  if (flag_branch_target_load_optimize
+      && flag_branch_target_load_optimize2
+      && !warned)
+    {
+      warning (0, "branch target register load optimization is not intended "
+              "to be run twice");
+
+      warned = 1;
+    }
+
+  branch_target_load_optimize (epilogue_completed);
+  return 0;
+}
+
+} // anon namespace
+
+rtl_opt_pass *
+make_pass_branch_target_load_optimize2 (gcc::context *ctxt)
+{
+  return new pass_branch_target_load_optimize2 (ctxt);
 }