* loop.c (strength_reduce): Dump biv increment -> giv conversions.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GNU CC.
5
6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it 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 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21
22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
23    It finds invariant computations within loops and moves them
24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
27    the basic induction variables.
28
29    It also finds cases where
30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
31    and changes these to zero the entire register once before the loop
32    and merely copy the low part within the loop.
33
34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
35    while to do these things.  */
36
37 #include "config.h"
38 #include "system.h"
39 #include "rtl.h"
40 #include "obstack.h"
41 #include "expr.h"
42 #include "insn-config.h"
43 #include "insn-flags.h"
44 #include "regs.h"
45 #include "hard-reg-set.h"
46 #include "recog.h"
47 #include "flags.h"
48 #include "real.h"
49 #include "loop.h"
50 #include "except.h"
51 #include "toplev.h"
52
53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
54    The luids are like uids but increase monotonically always.
55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
56
57 int *uid_luid;
58
59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
60    number the insn is contained in.  */
61
62 int *uid_loop_num;
63
64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
65
66 int max_uid_for_loop;
67
68 /* 1 + luid of last insn.  */
69
70 static int max_luid;
71
72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
73    next few tables.  */
74
75 static int max_loop_num;
76
77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
78
79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
80
81 /* Likewise for the continue insn */
82 static rtx *loop_number_loop_cont;
83
84 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
85    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
86    followed.
87    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
88    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
89 static rtx *loop_number_cont_dominator;
90
91 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
92
93 int *loop_outer_loop;
94
95 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
96 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
97
98 int *loop_used_count_register;
99 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
100
101 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
102    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
103
104 static char *loop_invalid;
105
106 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
107    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
108    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
109
110    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
111    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
112    return, so the presense of a return does not affect any of the
113    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
114    instructions on this list.  */
115
116 rtx *loop_number_exit_labels;
117
118 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
119    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
120
121 int *loop_number_exit_count;
122
123 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
124
125 static int loop_has_call;
126
127 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
128    loop.  */
129
130 static int loop_has_volatile;
131
132 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
133
134 static int loop_has_tablejump;
135
136 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
137    current loop.  A continue statement will generate a branch to
138    NEXT_INSN (loop_continue).  */
139
140 static rtx loop_continue;
141
142 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
143    is set during the loop being scanned.
144    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
145    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
146    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
147    not known equal to a constant.
148    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
149    while the failed candidates have the original number of times set.
150
151    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
152    < 0 a conditionally invariant one.  */
153
154 static varray_type set_in_loop;
155
156 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
157    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
158    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
159
160 static varray_type n_times_set;
161
162 /* Index by register number, 1 indicates that the register
163    cannot be moved or strength reduced.  */
164
165 static varray_type may_not_optimize;
166
167 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
168    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
169
170 static varray_type reg_single_usage;
171
172 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
173    This reduces the desire to move it out of another.  */
174
175 static char *moved_once;
176
177 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
178
179 static rtx loop_store_mems;
180
181 /* The insn where the first of these was found.  */
182 static rtx first_loop_store_insn;
183
184 typedef struct loop_mem_info {
185   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
186   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
187   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
188 } loop_mem_info;
189
190 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
191    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
192    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
193    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
194
195 static loop_mem_info *loop_mems;
196
197 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
198
199 static int loop_mems_idx;
200
201 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
202
203 static int loop_mems_allocated;
204
205 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
206    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
207    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
208
209 static int unknown_address_altered;
210
211 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
212 static int num_movables;
213
214 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
215 static int num_mem_sets;
216
217 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
218 static int loops_enclosed;
219
220 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
221    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
222 int max_reg_before_loop;
223
224 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
225    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
226    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
227    that array.  */
228
229 static struct obstack temp_obstack;
230
231 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
232
233 extern struct obstack *rtl_obstack;
234
235 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
236 #define obstack_chunk_free free
237 \f
238 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
239    is made to record all the movable insns found.
240    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
241
242 struct movable
243 {
244   rtx insn;                     /* A movable insn */
245   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
246   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
247   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
248                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
249   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
250                                    that must be moved with this one.  */
251   int regno;                    /* The register it sets */
252   short lifetime;               /* lifetime of that register;
253                                    may be adjusted when matching movables
254                                    that load the same value are found.  */
255   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
256                                    including other movables that force this
257                                    or match this one.  */
258   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
259   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
260   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
261                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
262                    that the reg is live outside the range from where it is set
263                    to the following label.  */
264   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
265   
266   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
267                                    In particular, moving it does not make it
268                                    invariant.  */
269   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
270                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
271   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
272                                     first insn of a consecutive sets group.  */
273   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
274   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
275                                    that we should avoid changing when clearing
276                                    the rest of the reg.  */
277   struct movable *match;        /* First entry for same value */
278   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
279   struct movable *next;
280 };
281
282 static struct movable *the_movables;
283
284 FILE *loop_dump_stream;
285
286 /* Forward declarations.  */
287
288 static void verify_dominator PROTO((int));
289 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
290 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
291 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
292 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
293 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
294 static rtx libcall_other_reg PROTO((rtx, rtx));
295 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
296 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
297
298 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
299                                        int *, int)); 
300 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
301 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
302 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
303 #if 0
304 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
305 #endif
306 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
307 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
308 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
309 static void force_movables PROTO((struct movable *));
310 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
311 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
312 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
313 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
314 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
315 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
316 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
317 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
318 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
319 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
320 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
321 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx, 
322                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
323 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
324 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
325 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
326 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
327 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
328 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
329 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
330 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
331 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
332 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
333 struct recombine_givs_stats;
334 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
335 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
336 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
337 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
338 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
339 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
340 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
341 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
342 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
343 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
344                                                        rtx, int *));
345 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
346 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
347 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
348 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
349
350 typedef struct rtx_and_int {
351   rtx r;
352   int i;
353 } rtx_and_int;
354
355 typedef struct rtx_pair {
356   rtx r1;
357   rtx r2;
358 } rtx_pair;
359
360 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
361 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
362   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
363    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
364    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
365
366 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
367 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
368 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
369
370 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
371 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
372 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
373
374 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
375 int indirect_jump_in_function = 0;
376 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
377
378 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
379
380 static int loop_insn_first_p PROTO((rtx, rtx));
381
382 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
383                                                    struct induction *, rtx));
384 \f
385 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
386 static int add_cost;
387 #if 0
388 static int shift_cost;
389 static int mult_cost;
390 #endif
391
392 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
393    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
394 static int copy_cost;
395
396 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
397 static int reg_address_cost;
398
399
400 void
401 init_loop ()
402 {
403   char *free_point = (char *) oballoc (1);
404   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
405
406   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
407
408 #ifdef ADDRESS_COST
409   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
410 #else
411   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
412 #endif
413
414   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
415      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
416      will be far less than the cost of an add.  */
417
418   copy_cost = 2 * 2;
419
420   /* Free the objects we just allocated.  */
421   obfree (free_point);
422
423   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
424   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
425 }
426 \f
427 /* Compute the mapping from uids to luids.
428    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
429    except that luids increase monotonically through the code.
430    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
431    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
432 static int
433 compute_luids (start, end, prev_luid)
434      rtx start, end;
435      int prev_luid;
436 {
437   int i;
438   rtx insn;
439
440   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
441     {
442       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
443         continue;
444       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
445          luids between two insns is not affected by -g.  */
446       if (GET_CODE (insn) != NOTE
447           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
448         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
449       else
450         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
451         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
452     }
453   return i + 1;
454 }
455 \f
456 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
457    on the current function.  F is the first insn of the function
458    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
459    (or 0 if none should be output).  */
460
461 void
462 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
463      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
464      rtx f;
465      FILE *dumpfile;
466      int unroll_p, bct_p;
467 {
468   register rtx insn;
469   register int i;
470
471   loop_dump_stream = dumpfile;
472
473   init_recog_no_volatile ();
474
475   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
476
477   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
478   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
479
480   regs_may_share = 0;
481
482   /* Count the number of loops.  */
483
484   max_loop_num = 0;
485   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
486     {
487       if (GET_CODE (insn) == NOTE
488           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
489         max_loop_num++;
490     }
491
492   /* Don't waste time if no loops.  */
493   if (max_loop_num == 0)
494     return;
495
496   /* Get size to use for tables indexed by uids.
497      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
498   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
499
500   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
501   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
502
503   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
504   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
505
506   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
507      not be zeroed.  */
508   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
509   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
510   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
511   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
512   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
513   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
514   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
515   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
516
517 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
518   /* Allocate for BCT optimization */
519   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
520   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
521 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
522
523   /* Find and process each loop.
524      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
525   find_and_verify_loops (f);
526
527   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
528      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
529      function.  */
530   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
531
532   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
533      will have entries in the register tables.
534
535      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
536      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
537   init_alias_analysis ();
538
539   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
540      one more that the maximum uid of all insn.  */
541   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
542     abort ();
543   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
544   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
545
546   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
547      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
548   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
549
550   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
551      deleted.  It is possible that the first or last insn
552      using some register has been deleted by cross-jumping.
553      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
554      points to the general area where that insn used to be.  */
555   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
556     {
557       uid_luid[0] = uid_luid[i];
558       if (uid_luid[0] != 0)
559         break;
560     }
561   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
562     if (uid_luid[i] == 0)
563       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
564
565   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
566   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
567     find_loop_tree_blocks ();
568
569   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
570      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
571   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
572
573   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
574      before outer ones.  */
575   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
576     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
577       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
578                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
579
580   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
581      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
582      to one mapping will remain.  */
583   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
584     unroll_block_trees ();
585
586   end_alias_analysis ();
587 }
588 \f
589 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
590    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
591    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
592    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
593    bottom.  */
594
595 static rtx
596 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
597      rtx insn;
598      rtx start;
599      rtx end;
600      rtx loop_top;
601 {
602   insn = NEXT_INSN (insn);
603
604   if (insn == end)
605     {
606       if (loop_top)
607         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
608         insn = loop_top;
609       else
610         /* We're done.  */
611         insn = NULL_RTX;
612     }
613
614   if (insn == start)
615     /* We're done.  */
616     insn = NULL_RTX;
617
618   return insn;
619 }
620
621 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
622    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
623    NOTE_INSN_LOOP_END.
624    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
625
626 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
627    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
628    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
629    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
630    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
631
632 static void
633 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
634      rtx loop_start, end, loop_cont;
635      int unroll_p, bct_p;
636 {
637   register int i;
638   rtx p;
639   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
640   int maybe_never = 0;
641   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
642      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
643   int call_passed = 0;
644   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
645      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
646   rtx loop_top = 0;
647   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
648   rtx loop_entry_jump = 0;
649   /* Place in the loop where control enters.  */
650   rtx scan_start;
651   /* Number of insns in the loop.  */
652   int insn_count;
653   int in_libcall = 0;
654   int tem;
655   rtx temp;
656   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
657   rtx set, set1;
658   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
659   struct movable *movables = 0;
660   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
661   struct movable *last_movable = 0;
662   /* Ratio of extra register life span we can justify
663      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
664      since in that case saving an insn makes more difference
665      and more registers are available.  */
666   int threshold;
667   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
668   int loop_depth = 0;
669   int nregs;
670
671   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
672      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
673      that is too complex to duplicate in front of the loop.
674
675      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
676      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
677      (because we might have a loop executed only once that contains a
678      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
679      (in case we have a degenerate loop).
680
681      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
682      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
683      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
684      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
685      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
686
687   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
688        p != end
689          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
690          && (GET_CODE (p) != NOTE
691              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
692                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
693        p = NEXT_INSN (p))
694     ;
695
696   scan_start = p;
697
698   /* Set up variables describing this loop.  */
699   prescan_loop (loop_start, end);
700   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
701
702   /* If loop has a jump before the first label,
703      the true entry is the target of that jump.
704      Start scan from there.
705      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
706      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
707   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
708     {
709       loop_entry_jump = p;
710
711       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
712       if (simplejump_p (p)
713           && JUMP_LABEL (p) != 0
714           /* Check to see whether the jump actually
715              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
716              This case can happen for things like
717              do {..} while (0).  If this label was generated previously
718              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
719              the loop.  */
720           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
721         {
722           loop_top = next_label (scan_start);
723           scan_start = JUMP_LABEL (p);
724         }
725     }
726
727   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
728      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
729      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
730
731      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
732      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
733      test above.  */
734
735   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
736       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
737     {
738       if (loop_dump_stream)
739         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
740                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
741       return;
742     }
743
744   /* Count number of times each reg is set during this loop.
745      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
746      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
747   
748   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
749      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
750      that even after the moving of movables creates some new registers
751      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
752      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
753   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
754   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
755   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
756   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
757   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
758
759   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
760                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
761
762   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
763     {
764       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
765       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
766     }
767
768 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
769   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
770      create CCmode register copies.  */
771   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
772     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
773       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
774 #endif
775
776   bcopy ((char *) &set_in_loop->data, 
777          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
778
779   if (loop_dump_stream)
780     {
781       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
782                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
783       if (loop_continue)
784         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
785                  INSN_UID (loop_continue));
786     }
787
788   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
789      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
790      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
791      We consider whether subsequent insns use the reg
792      in deciding whether it is worth actually moving.
793
794      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
795      and therefore it is possible that the insns we are scanning
796      would never be executed.  At such times, we must make sure
797      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
798      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
799      so that is not a problem.  */
800
801   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top); 
802        p != NULL_RTX;
803        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
804     {
805       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
806           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
807         in_libcall = 1;
808       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
809                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
810         in_libcall = 0;
811
812       if (GET_CODE (p) == INSN
813           && (set = single_set (p))
814           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
815           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
816         {
817           int tem1 = 0;
818           int tem2 = 0;
819           int move_insn = 0;
820           rtx src = SET_SRC (set);
821           rtx dependencies = 0;
822
823           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
824              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
825              specified, use it as the source and mark that we should move
826              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
827              insn.
828
829              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
830              is present.  */
831           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
832           if (temp)
833             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
834           else 
835             {
836               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
837               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
838                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
839               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
840                 {
841                   src = XEXP (temp, 0);
842                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
843                      the equivalent expression.  To move the libcall,
844                      we must move those regs too.  */
845                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
846                 }
847             }
848
849           /* Don't try to optimize a register that was made
850              by loop-optimization for an inner loop.
851              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
852           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
853             ;
854           else if (/* The register is used in basic blocks other
855                       than the one where it is set (meaning that
856                       something after this point in the loop might
857                       depend on its value before the set).  */
858                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
859                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
860                       the loop starts, or the value before the set is
861                       needed before the set occurs... 
862
863                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
864                       by the fact that the previous test will often fail for
865                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
866                       each time for register usage, we should build tables
867                       of the register usage and use them here instead.  */
868                    && (maybe_never
869                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
870                                                   scan_start, end)))
871             /* It is unsafe to move the set.  
872
873                This code used to consider it OK to move a set of a variable
874                which was not created by the user and not used in an exit test.
875                That behavior is incorrect and was removed.  */
876             ;
877           else if ((tem = invariant_p (src))
878                    && (dependencies == 0
879                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
880                    && (VARRAY_INT (set_in_loop, 
881                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
882                        || (tem1
883                            = consec_sets_invariant_p 
884                            (SET_DEST (set),
885                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
886                             p)))
887                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
888                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
889                       once loop is entered.  Even a function call might
890                       prevent the trap insn from being reached
891                       (since it might exit!)  */
892                    && ! ((maybe_never || call_passed)
893                          && may_trap_p (src)))
894             {
895               register struct movable *m;
896               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
897
898               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
899                  can be combined as long as they are both in the loop, but
900                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
901                  this can lose.  The most common case of this is the address
902                  of a function being called.  
903
904                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
905                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
906                  we can replace the usage of this register with the source
907                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
908
909                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
910                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
911
912               if (loop_has_call
913                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
914                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
915                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
916                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
917                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
918                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
919                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
920                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
921                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
922                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
923                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
924                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
925                      a call-clobbered register and the life of REGNO
926                      might span a call.  */
927                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
928                                            VARRAY_RTX
929                                            (reg_single_usage, regno)) 
930                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
931                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
932                                            VARRAY_RTX
933                                            (reg_single_usage, regno))) 
934                 {
935                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
936                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
937                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
938                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
939                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
940                                               (reg_single_usage, regno)), 
941                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
942                                    
943                   PUT_CODE (p, NOTE);
944                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
945                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
946                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
947                   continue;
948                 }
949
950               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
951               m->next = 0;
952               m->insn = p;
953               m->set_src = src;
954               m->dependencies = dependencies;
955               m->set_dest = SET_DEST (set);
956               m->force = 0;
957               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop, 
958                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
959               m->done = 0;
960               m->forces = 0;
961               m->partial = 0;
962               m->move_insn = move_insn;
963               m->move_insn_first = 0;
964               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
965               m->savemode = VOIDmode;
966               m->regno = regno;
967               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
968                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
969               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
970               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
971                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
972               m->match = 0;
973               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
974                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
975               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
976               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
977                 m->savings += libcall_benefit (p);
978               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
979               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
980               if (movables == 0)
981                 movables = m;
982               else
983                 last_movable->next = m;
984               last_movable = m;
985
986               if (m->consec > 0)
987                 {
988                   /* It is possible for the first instruction to have a
989                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
990                      remember the status of the first instruction in case
991                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
992                   m->move_insn_first = m->move_insn;
993
994                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
995                   p = next_nonnote_insn (p);
996                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
997                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
998                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
999                   p = prev_nonnote_insn (p);
1000
1001                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
1002                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1003                      insns.  */
1004                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1005                   if (temp)
1006                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1007                   else
1008                     {
1009                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1010                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1011                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1012                       else
1013                         m->move_insn = 0;
1014
1015                     }
1016                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1017                 }
1018             }
1019           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1020              or set to zero, then its high bytes are constant.
1021              So clear them outside the loop and within the loop
1022              just load the low bytes.
1023              We must check that the machine has an instruction to do so.
1024              Also, if the value loaded into the register
1025              depends on the same register, this cannot be done.  */
1026           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1027                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1028                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1029                    && GET_CODE (set1) == SET
1030                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1031                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1032                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1033                        == SET_DEST (set))
1034                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1035             {
1036               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1037               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1038                 {
1039                   register struct movable *m;
1040                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1041                   m->next = 0;
1042                   m->insn = p;
1043                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1044                   m->dependencies = 0;
1045                   m->force = 0;
1046                   m->consec = 0;
1047                   m->done = 0;
1048                   m->forces = 0;
1049                   m->move_insn = 0;
1050                   m->move_insn_first = 0;
1051                   m->partial = 1;
1052                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1053                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1054                      Not even if the reg is used only within this loop.
1055                      Consider this:
1056                      while (1)
1057                        while (s != t) {
1058                          if (foo ()) x = *s;
1059                          use (x);
1060                        }
1061                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1062                      being saved from the last time around the outer loop.
1063                      However, if the reg is not used outside this loop
1064                      and all uses of the register are in the same
1065                      basic block as the store, there is no problem.
1066
1067                      If this insn was made by loop, we don't know its
1068                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1069                      assumption.  */
1070                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1071                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1072                                    > INSN_LUID (end))
1073                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1074                                    < INSN_LUID (p))
1075                                || (labels_in_range_p
1076                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1077                   if (maybe_never && m->global)
1078                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1079                   else
1080                     m->savemode = VOIDmode;
1081                   m->regno = regno;
1082                   m->cond = 0;
1083                   m->match = 0;
1084                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1085                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1086                   m->savings = 1;
1087                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1088                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1089                   if (movables == 0)
1090                     movables = m;
1091                   else
1092                     last_movable->next = m;
1093                   last_movable = m;
1094                 }
1095             }
1096         }
1097       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1098          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1099          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1100          so they don't count.  */
1101       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1102         call_passed = 1;
1103       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1104          can't count on whether or how many times they will be
1105          executed during each iteration.  Therefore, we can
1106          only move out sets of trivial variables
1107          (those not used after the loop).  */
1108       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1109       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1110                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1111                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1112                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1113                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1114                   followed a by barrier then loop end.  */
1115                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1116                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1117                      && simplejump_p (p)))
1118         maybe_never = 1;
1119       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1120         {
1121           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1122              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1123              code has been duplicated.  */
1124           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1125             maybe_never = call_passed = 0;
1126           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1127             loop_depth++;
1128           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1129             loop_depth--;
1130         }
1131     }
1132
1133   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1134
1135   ignore_some_movables (movables);
1136
1137   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1138      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1139      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1140      since the second can be moved only if the first is.  */
1141
1142   force_movables (movables);
1143
1144   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1145      If there are, make all but the first point at the first one
1146      through the `match' field, and add the priorities of them
1147      all together as the priority of the first.  */
1148
1149   combine_movables (movables, nregs);
1150         
1151   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1152      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1153
1154      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1155      optimizing for code size.  */
1156
1157   if (! optimize_size)
1158     move_movables (movables, threshold,
1159                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1160
1161   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1162      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1163   for (i = 0; i < nregs; i++)
1164     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1165       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1166
1167   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1168      hoist even more memory references.  */
1169   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1170                                        loop_start, &insn_count);
1171
1172   if (flag_strength_reduce)
1173     {
1174       the_movables = movables;
1175       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1176                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1177     }
1178
1179   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1180   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1181   VARRAY_FREE (n_times_set);
1182   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1183 }
1184 \f
1185 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1186    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1187
1188 void
1189 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1190      rtx in_this, not_in_this;
1191      rtx *output;
1192 {
1193   enum rtx_code code;
1194   char *fmt;
1195   int i;
1196
1197   code = GET_CODE (in_this);
1198
1199   switch (code)
1200     {
1201     case PC:
1202     case CC0:
1203     case CONST_INT:
1204     case CONST_DOUBLE:
1205     case CONST:
1206     case SYMBOL_REF:
1207     case LABEL_REF:
1208       return;
1209
1210     case REG:
1211       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1212           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1213         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1214       return;
1215       
1216     default:
1217       break;
1218     }
1219
1220   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1221   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1222     {
1223       int j;
1224
1225       switch (fmt[i])
1226         {
1227         case 'E':
1228           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1229             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1230           break;
1231
1232         case 'e':
1233           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1234           break;
1235         }
1236     }
1237 }
1238 \f
1239 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1240    aside from those mentioned in the equivalent value.
1241    If there are none, return 0.
1242    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1243
1244 static rtx
1245 libcall_other_reg (insn, equiv)
1246      rtx insn, equiv;
1247 {
1248   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1249   rtx p = XEXP (note, 0);
1250   rtx output = 0;
1251
1252   /* First, find all the regs used in the libcall block
1253      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1254
1255   while (p != insn)
1256     {
1257       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1258           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1259         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1260       p = NEXT_INSN (p);
1261     }
1262
1263   return output;
1264 }
1265 \f
1266 /* Return 1 if all uses of REG
1267    are between INSN and the end of the basic block.  */
1268
1269 static int 
1270 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1271      rtx insn, reg;
1272 {
1273   int regno = REGNO (reg);
1274   rtx p;
1275
1276   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1277     return 0;
1278
1279   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1280   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1281     {
1282       switch (GET_CODE (p))
1283         {
1284         case NOTE:
1285           break;
1286
1287         case INSN:
1288         case CALL_INSN:
1289           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1290           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1291             return 1;
1292           break;
1293
1294         case JUMP_INSN:
1295           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1296           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1297             return 1;
1298           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1299           return 0;
1300
1301         case CODE_LABEL:
1302         case BARRIER:
1303           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1304           return 0;
1305           
1306         default:
1307           break;
1308         }
1309     }
1310
1311   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1312   abort ();
1313 }
1314 \f
1315 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1316    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1317    value directly or can contain a library call.  */
1318
1319 static int
1320 libcall_benefit (last)
1321      rtx last;
1322 {
1323   rtx insn;
1324   int benefit = 0;
1325
1326   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1327        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1328     {
1329       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1330         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1331                                    routine.  */
1332       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1333                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1334                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1335         benefit++;
1336     }
1337
1338   return benefit;
1339 }
1340 \f
1341 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1342
1343 static rtx
1344 skip_consec_insns (insn, count)
1345      rtx insn;
1346      int count;
1347 {
1348   for (; count > 0; count--)
1349     {
1350       rtx temp;
1351
1352       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1353       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1354          be an insn here.  */
1355       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1356           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1357         insn = XEXP (temp, 0);
1358
1359       do insn = NEXT_INSN (insn);
1360       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1361     }
1362
1363   return insn;
1364 }
1365
1366 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1367    which is part of another movable.
1368    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1369    was made later and so appears later on the chain.  */
1370
1371 static void
1372 ignore_some_movables (movables)
1373      struct movable *movables;
1374 {
1375   register struct movable *m, *m1;
1376
1377   for (m = movables; m; m = m->next)
1378     {
1379       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1380       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1381       if (note)
1382         {
1383           rtx insn;
1384           /* Check for earlier movables inside that range,
1385              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1386              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1387              Rather than reject all such insns from movables, we just
1388              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1389              libcalls aren't that common).  */
1390           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1391             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1392               if (m1->insn == insn)
1393                 m1->done = 1;
1394         }
1395     }
1396 }         
1397
1398 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1399    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1400    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1401    since the second can be moved only if the first is.  */
1402
1403 static void
1404 force_movables (movables)
1405      struct movable *movables;
1406 {
1407   register struct movable *m, *m1;
1408   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1409     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1410     if (!m1->partial && !m1->done)
1411       {
1412         int regno = m1->regno;
1413         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1414           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1415              register of M1 to be used after this insn?
1416              Since CSE does not update regno_last_uid,
1417              this insn M->insn might not be where it dies.
1418              But very likely this doesn't matter; what matters is
1419              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1420           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1421               && !m->done)
1422             break;
1423         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1424             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1425             && m->consec == 0)
1426           m = 0;
1427
1428         /* Increase the priority of the moving the first insn
1429            since it permits the second to be moved as well.  */
1430         if (m != 0)
1431           {
1432             m->forces = m1;
1433             m1->lifetime += m->lifetime;
1434             m1->savings += m->savings;
1435           }
1436       }
1437 }
1438 \f
1439 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1440    one register.  */
1441
1442 static void
1443 combine_movables (movables, nregs)
1444      struct movable *movables;
1445      int nregs;
1446 {
1447   register struct movable *m;
1448   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1449   enum machine_mode mode;
1450
1451   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1452      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1453   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1454
1455   for (m = movables; m; m = m->next)
1456     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1457       {
1458         register struct movable *m1;
1459         int regno = m->regno;
1460
1461         bzero (matched_regs, nregs);
1462         matched_regs[regno] = 1;
1463
1464         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1465            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1466         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1467           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1468               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1469               && !m1->global
1470               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1471               && !m1->partial
1472               && (matched_regs[m1->regno]
1473                   ||
1474                   (
1475                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1476                       same constant only if the modes are the same or
1477                       if both are integer modes with M wider or the same
1478                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1479                       safe, since the only case of differing destination
1480                       modes with equal sources is when both sources are
1481                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1482                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1483                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1484                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1485                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1486                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1487                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1488                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1489                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1490                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1491                                                 movables))))
1492               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1493                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1494             {
1495               m->lifetime += m1->lifetime;
1496               m->savings += m1->savings;
1497               m1->done = 1;
1498               m1->match = m;
1499               matched_regs[m1->regno] = 1;
1500             }
1501       }
1502
1503   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1504      This can be done for those not marked `global'
1505      provided their lives don't overlap.  */
1506
1507   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1508        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1509     {
1510       register struct movable *m0 = 0;
1511
1512       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1513          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1514       for (m = movables; m; m = m->next)
1515         if (m->partial && ! m->global
1516             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1517           {
1518             register struct movable *m1;
1519             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1520             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1521
1522             if (m0 == 0)
1523               {
1524                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1525                 m0 = m;
1526                   continue;
1527               }
1528
1529             /* Make sure they extend to the same mode.
1530                (Almost always true.)  */
1531             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1532                 continue;
1533
1534             /* We already have one: check for overlap with those
1535                already combined together.  */
1536             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1537               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1538                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1539                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1540                   goto overlap;
1541
1542             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1543             m0->lifetime += m->lifetime;
1544             m0->savings += m->savings;
1545             m->done = 1;
1546             m->match = m0;
1547
1548           overlap: ;
1549           }
1550     }
1551 }
1552 \f
1553 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1554
1555 static int
1556 regs_match_p (x, y, movables)
1557      rtx x, y;
1558      struct movable *movables;
1559 {
1560   int xn = REGNO (x);
1561   int yn = REGNO (y);
1562   struct movable *mx, *my;
1563
1564   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1565     if (mx->regno == xn)
1566       break;
1567
1568   for (my = movables; my; my = my->next)
1569     if (my->regno == yn)
1570       break;
1571
1572   return (mx && my
1573           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1574               || mx->match == my
1575               || mx == my->match));
1576 }
1577
1578 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1579    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1580
1581    If two registers are matching movables or a movable register and an
1582    equivalent constant, consider them equal.  */
1583
1584 static int
1585 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1586      rtx x, y;
1587      struct movable *movables;
1588 {
1589   register int i;
1590   register int j;
1591   register struct movable *m;
1592   register enum rtx_code code;
1593   register char *fmt;
1594
1595   if (x == y)
1596     return 1;
1597   if (x == 0 || y == 0)
1598     return 0;
1599
1600   code = GET_CODE (x);
1601
1602   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1603      equal.  */
1604   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1605       && CONSTANT_P (y))
1606     {
1607       for (m = movables; m; m = m->next)
1608         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1609             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1610           return 1;
1611     }
1612   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1613            && CONSTANT_P (x))
1614     {
1615       for (m = movables; m; m = m->next)
1616         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1617             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1618           return 1;
1619     }
1620
1621   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1622   if (code != GET_CODE (y))
1623     return 0;
1624
1625   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1626      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1627
1628   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1629     return 0;
1630
1631   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1632   if (code == REG)
1633     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1634
1635   if (code == LABEL_REF)
1636     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1637   if (code == SYMBOL_REF)
1638     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1639
1640   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1641      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1642
1643   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1644   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1645     {
1646       switch (fmt[i])
1647         {
1648         case 'w':
1649           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1650             return 0;
1651           break;
1652
1653         case 'i':
1654           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1655             return 0;
1656           break;
1657
1658         case 'E':
1659           /* Two vectors must have the same length.  */
1660           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1661             return 0;
1662
1663           /* And the corresponding elements must match.  */
1664           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1665             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1666               return 0;
1667           break;
1668
1669         case 'e':
1670           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1671             return 0;
1672           break;
1673
1674         case 's':
1675           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1676             return 0;
1677           break;
1678
1679         case 'u':
1680           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1681           break;
1682
1683         case '0':
1684           break;
1685
1686           /* It is believed that rtx's at this level will never
1687              contain anything but integers and other rtx's,
1688              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1689         default:
1690           abort ();
1691         }
1692     }
1693   return 1;
1694 }
1695 \f
1696 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1697   insns in INSNS which use thet reference.  */
1698
1699 static void
1700 add_label_notes (x, insns)
1701      rtx x;
1702      rtx insns;
1703 {
1704   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1705   int i, j;
1706   char *fmt;
1707   rtx insn;
1708
1709   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1710     {
1711       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1712          avoid flow generating (slighly) worse code.
1713
1714          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1715          mark_jump_label for additional information).  */
1716       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1717         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1718           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1719                                                 REG_NOTES (insn));
1720     }
1721
1722   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1723   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1724     {
1725       if (fmt[i] == 'e')
1726         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1727       else if (fmt[i] == 'E')
1728         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1729           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1730     }
1731 }
1732 \f
1733 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1734    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1735    other throughout.  */
1736
1737 static void
1738 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1739      struct movable *movables;
1740      int threshold;
1741      int insn_count;
1742      rtx loop_start;
1743      rtx end;
1744      int nregs;
1745 {
1746   rtx new_start = 0;
1747   register struct movable *m;
1748   register rtx p;
1749   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1750      when we move several insns that load the same value
1751      into different pseudo-registers.  */
1752   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1753   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1754
1755   bzero (already_moved, nregs);
1756   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1757
1758   num_movables = 0;
1759
1760   for (m = movables; m; m = m->next)
1761     {
1762       /* Describe this movable insn.  */
1763
1764       if (loop_dump_stream)
1765         {
1766           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1767                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1768           if (m->consec > 0)
1769             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1770           if (m->cond)
1771             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1772           if (m->force)
1773             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1774           if (m->global)
1775             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1776           if (m->done)
1777             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1778           if (m->move_insn)
1779             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1780           if (m->match)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1782                      INSN_UID (m->match->insn));
1783           if (m->forces)
1784             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1785                      INSN_UID (m->forces->insn));
1786         }
1787
1788       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1789       num_movables++;
1790
1791       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1792          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1793
1794       if (!m->done
1795           && (! m->cond
1796               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1797                   && (m->dependencies == 0
1798                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1799                   && (m->consec == 0
1800                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1801                                                        m->consec + 1,
1802                                                        m->insn))))
1803           && (! m->forces || m->forces->done))
1804         {
1805           register int regno;
1806           register rtx p;
1807           int savings = m->savings;
1808
1809           /* We have an insn that is safe to move.
1810              Compute its desirability.  */
1811
1812           p = m->insn;
1813           regno = m->regno;
1814
1815           if (loop_dump_stream)
1816             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1817
1818           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1819             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1820
1821           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1822              which is safe only if this one is moved too: that is,
1823              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1824
1825           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1826              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1827              If it's not desirable, it means the loop is so big
1828              that moving won't speed things up much,
1829              and it is liable to make register usage worse.  */
1830
1831           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1832              extra cost because something else was already moved.  */
1833
1834           if (already_moved[regno]
1835               || flag_move_all_movables
1836               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1837                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1838               || (m->forces && m->forces->done
1839                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1840             {
1841               int count;
1842               register struct movable *m1;
1843               rtx first;
1844
1845               /* Now move the insns that set the reg.  */
1846
1847               if (m->partial && m->match)
1848                 {
1849                   rtx newpat, i1;
1850                   rtx r1, r2;
1851                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1852                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1853                      And that reg is loaded with 0 directly,
1854                      since it has ->match == 0.  */
1855                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1856                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1857                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1858                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1859
1860                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1861                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1862                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1863                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1864                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1865                   regs_may_share
1866                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1867                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1868                                                             regs_may_share));
1869                   delete_insn (m->insn);
1870
1871                   if (new_start == 0)
1872                     new_start = i1;
1873
1874                   if (loop_dump_stream)
1875                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1876                 }
1877               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1878                  new move insn, first delete what we have and then emit
1879                  the move insn before the loop.  */
1880               else if (m->move_insn)
1881                 {
1882                   rtx i1, temp;
1883
1884                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1885                     {
1886                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1887                          skip to the end.  */
1888                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1889                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1890                         p = XEXP (temp, 0);
1891
1892                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1893                          delete every insn in the sequence except the last.
1894                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1895                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1896                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1897                         {
1898                           temp = XEXP (temp, 0);
1899                           while (temp != p)
1900                             temp = delete_insn (temp);
1901                         }
1902
1903                       temp = p;
1904                       p = delete_insn (p);
1905
1906                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1907                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1908                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1909                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1910                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1911                          insn stream.  */
1912                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1913                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1914                     }
1915
1916                   start_sequence ();
1917                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1918                   temp = get_insns ();
1919                   end_sequence ();
1920
1921                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1922
1923                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1924                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1925                     REG_NOTES (i1)
1926                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1927                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1928
1929                   if (loop_dump_stream)
1930                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1931
1932                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1933                   threshold -= 3;
1934                 }
1935               else
1936                 {
1937                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1938                     {
1939                       rtx i1, temp;
1940
1941                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1942                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1943                          be an insn here.  */
1944                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1945                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1946                         p = XEXP (temp, 0);
1947
1948                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1949                          insns except the last before the loop.  The last
1950                          insn is handled in the normal manner.  */
1951                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1952                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1953                         {
1954                           rtx fn_address = 0;
1955                           rtx fn_reg = 0;
1956                           rtx fn_address_insn = 0;
1957
1958                           first = 0;
1959                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1960                                temp = NEXT_INSN (temp))
1961                             {
1962                               rtx body;
1963                               rtx n;
1964                               rtx next;
1965
1966                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1967                                 continue;
1968
1969                               body = PATTERN (temp);
1970
1971                               /* Find the next insn after TEMP,
1972                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1973                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1974                                    next = NEXT_INSN (next))
1975                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1976                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1977                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1978                                   break;
1979                               
1980                               /* If that is the call, this may be the insn
1981                                  that loads the function address.
1982
1983                                  Extract the function address from the insn
1984                                  that loads it into a register.
1985                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1986
1987                                  So emit a new move insn that copies the
1988                                  function address into the register that the
1989                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1990                                  redundant stores that we have created.  */
1991                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1992                                   && GET_CODE (body) == SET
1993                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1994                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1995                                                          NULL_RTX)))
1996                                 {
1997                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1998                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1999                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2000                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2001                                   fn_address_insn = temp;
2002                                 }
2003                               /* We have the call insn.
2004                                  If it uses the register we suspect it might,
2005                                  load it with the correct address directly.  */
2006                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2007                                   && fn_address != 0
2008                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2009                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2010                                                                 fn_address),
2011                                                  fn_address_insn);
2012
2013                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2014                                 {
2015                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2016                                   /* Because the USAGE information potentially
2017                                      contains objects other than hard registers
2018                                      we need to copy it.  */
2019                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2020                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2021                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2022                                 }
2023                               else
2024                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2025                               if (first == 0)
2026                                 first = i1;
2027                               if (temp == fn_address_insn)
2028                                 fn_address_insn = i1;
2029                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2030                               delete_insn (temp);
2031                             }
2032                           if (new_start == 0)
2033                             new_start = first;
2034                         }
2035                       if (m->savemode != VOIDmode)
2036                         {
2037                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2038                              the bits that are not covered by the mode
2039                              m->savemode.  */
2040                           rtx reg = m->set_dest;
2041                           rtx sequence;
2042                           rtx tem;
2043                       
2044                           start_sequence ();
2045                           tem = expand_binop
2046                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2047                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2048                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2049                                       - 1),
2050                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2051                           if (tem == 0)
2052                             abort ();
2053                           if (tem != reg)
2054                             emit_move_insn (reg, tem);
2055                           sequence = gen_sequence ();
2056                           end_sequence ();
2057                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2058                         }
2059                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2060                         {
2061                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2062                           /* Because the USAGE information potentially
2063                              contains objects other than hard registers
2064                              we need to copy it.  */
2065                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2066                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2067                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2068                         }
2069                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2070                         {
2071                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2072                              use the REG_EQUAL note.  */
2073                           start_sequence ();
2074                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2075                           temp = get_insns ();
2076                           end_sequence ();
2077
2078                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2079
2080                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2081                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2082                             REG_NOTES (i1)
2083                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2084                                                     : REG_EQUAL),
2085                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2086                         }
2087                       else
2088                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2089
2090                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2091                         {
2092                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2093
2094                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2095                              is not loop invariant, then delete it, since it
2096                              may cause problems with later optimization passes.
2097                              It is possible for cse to create such notes
2098                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2099                       
2100                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2101                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2102                             remove_note (i1, temp);
2103                         }
2104
2105                       if (new_start == 0)
2106                         new_start = i1;
2107
2108                       if (loop_dump_stream)
2109                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2110                                  INSN_UID (i1));
2111
2112                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2113                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2114                          and REG_RETVAL on I1.  */
2115                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2116                         {
2117                           XEXP (temp, 0) = first;
2118                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2119                           XEXP (temp, 0) = i1;
2120                         }
2121
2122                       temp = p;
2123                       delete_insn (p);
2124                       p = NEXT_INSN (p);
2125
2126                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2127                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2128                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2129                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2130                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2131                          insn stream.  */
2132                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2133                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2134                     }
2135
2136                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2137                   threshold -= 3;
2138                 }
2139
2140               /* Any other movable that loads the same register
2141                  MUST be moved.  */
2142               already_moved[regno] = 1;
2143
2144               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2145               moved_once[regno] = 1;
2146
2147               /* The reg set here is now invariant.  */
2148               if (! m->partial)
2149                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2150
2151               m->done = 1;
2152
2153               /* Change the length-of-life info for the register
2154                  to say it lives at least the full length of this loop.
2155                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2156
2157               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2158                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2159                    We can't use the moved insn because it is out of range
2160                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2161                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2162               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2163                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2164
2165               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2166
2167               if (! m->partial)
2168                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2169                   if (m1->match == m)
2170                     {
2171                       rtx temp;
2172
2173                       /* Schedule the reg loaded by M1
2174                          for replacement so that shares the reg of M.
2175                          If the modes differ (only possible in restricted
2176                          circumstances, make a SUBREG.  */
2177                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2178                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2179                       else
2180                         reg_map[m1->regno]
2181                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2182                                                 m->set_dest);
2183                     
2184                       /* Get rid of the matching insn
2185                          and prevent further processing of it.  */
2186                       m1->done = 1;
2187
2188                       /* if library call, delete all insn except last, which
2189                          is deleted below */
2190                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2191                                                  NULL_RTX)))
2192                         {
2193                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2194                                temp = NEXT_INSN (temp))
2195                             delete_insn (temp);
2196                         }
2197                       delete_insn (m1->insn);
2198
2199                       /* Any other movable that loads the same register
2200                          MUST be moved.  */
2201                       already_moved[m1->regno] = 1;
2202
2203                       /* The reg merged here is now invariant,
2204                          if the reg it matches is invariant.  */
2205                       if (! m->partial)
2206                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2207                     }
2208             }
2209           else if (loop_dump_stream)
2210             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2211         }
2212       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2213         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2214
2215       if (loop_dump_stream)
2216         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2217     }
2218
2219   if (new_start == 0)
2220     new_start = loop_start;
2221
2222   /* Go through all the instructions in the loop, making
2223      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2224   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2225     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2226         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2227       {
2228         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2229         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2230         INSN_CODE (p) = -1;
2231       }
2232 }
2233 \f
2234 #if 0
2235 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2236    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2237
2238 static void
2239 replace_call_address (x, reg, addr)
2240      rtx x, reg, addr;
2241 {
2242   register enum rtx_code code;
2243   register int i;
2244   register char *fmt;
2245
2246   if (x == 0)
2247     return;
2248   code = GET_CODE (x);
2249   switch (code)
2250     {
2251     case PC:
2252     case CC0:
2253     case CONST_INT:
2254     case CONST_DOUBLE:
2255     case CONST:
2256     case SYMBOL_REF:
2257     case LABEL_REF:
2258     case REG:
2259       return;
2260
2261     case SET:
2262       /* Short cut for very common case.  */
2263       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2264       return;
2265
2266     case CALL:
2267       /* Short cut for very common case.  */
2268       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2269       return;
2270
2271     case MEM:
2272       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2273          something is wrong.  */
2274       if (XEXP (x, 0) != reg)
2275         abort ();
2276       XEXP (x, 0) = addr;
2277       return;
2278       
2279     default:
2280       break;
2281     }
2282
2283   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2284   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2285     {
2286       if (fmt[i] == 'e')
2287         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2288       if (fmt[i] == 'E')
2289         {
2290           register int j;
2291           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2292             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2293         }
2294     }
2295 }
2296 #endif
2297 \f
2298 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2299    in the rtx X.  */
2300
2301 static int
2302 count_nonfixed_reads (x)
2303      rtx x;
2304 {
2305   register enum rtx_code code;
2306   register int i;
2307   register char *fmt;
2308   int value;
2309
2310   if (x == 0)
2311     return 0;
2312
2313   code = GET_CODE (x);
2314   switch (code)
2315     {
2316     case PC:
2317     case CC0:
2318     case CONST_INT:
2319     case CONST_DOUBLE:
2320     case CONST:
2321     case SYMBOL_REF:
2322     case LABEL_REF:
2323     case REG:
2324       return 0;
2325
2326     case MEM:
2327       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2328               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2329       
2330     default:
2331       break;
2332     }
2333
2334   value = 0;
2335   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2336   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2337     {
2338       if (fmt[i] == 'e')
2339         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2340       if (fmt[i] == 'E')
2341         {
2342           register int j;
2343           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2344             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2345         }
2346     }
2347   return value;
2348 }
2349
2350 \f
2351 #if 0
2352 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2353    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2354    if the machine supports such an instruction,
2355    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2356
2357 static void
2358 constant_high_bytes (p, loop_start)
2359      rtx p, loop_start;
2360 {
2361   register rtx new;
2362   register int insn_code_number;
2363
2364   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2365      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2366
2367   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2368                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2369                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2370                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2371                                    0)),
2372                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2373   insn_code_number = recog (new, p);
2374
2375   if (insn_code_number)
2376     {
2377       register int i;
2378
2379       /* Clear destination register before the loop.  */
2380       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2381                                      const0_rtx),
2382                         loop_start);
2383
2384       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2385       PATTERN (p) = new;
2386     }
2387 }
2388 #endif
2389 \f
2390 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2391    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2392    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2393    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2394
2395 static void
2396 prescan_loop (start, end)
2397      rtx start, end;
2398 {
2399   register int level = 1;
2400   rtx insn;
2401   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2402   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2403      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2404      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2405      might end up between the two.  */
2406   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2407   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2408     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2409
2410   unknown_address_altered = 0;
2411   loop_has_call = 0;
2412   loop_has_volatile = 0;
2413   loop_has_tablejump = 0;
2414   loop_store_mems = NULL_RTX;
2415   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2416   loop_mems_idx = 0;
2417
2418   num_mem_sets = 0;
2419   loops_enclosed = 1;
2420   loop_continue = 0;
2421
2422   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2423        insn = NEXT_INSN (insn))
2424     {
2425       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2426         {
2427           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2428             {
2429               ++level;
2430               /* Count number of loops contained in this one.  */
2431               loops_enclosed++;
2432             }
2433           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2434             {
2435               --level;
2436               if (level == 0)
2437                 {
2438                   end = insn;
2439                   break;
2440                 }
2441             }
2442           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2443             {
2444               if (level == 1)
2445                 loop_continue = insn;
2446             }
2447         }
2448       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2449         {
2450           if (! CONST_CALL_P (insn))
2451             unknown_address_altered = 1;
2452           loop_has_call = 1;
2453         }
2454       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2455         {
2456           rtx label1 = NULL_RTX;
2457           rtx label2 = NULL_RTX;
2458
2459           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2460             loop_has_volatile = 1;
2461
2462           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2463               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2464                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2465             loop_has_tablejump = 1;
2466           
2467           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2468           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2469             first_loop_store_insn = insn;
2470
2471           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2472               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2473               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2474               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2475             {
2476               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2477                 {
2478                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2479                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2480                 }
2481               else
2482                 {
2483                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2484                 }
2485
2486               do {
2487                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2488                   {
2489                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2490                       {
2491                         /* Something tricky.  */
2492                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2493                         break;
2494                       }
2495                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2496                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2497                       {
2498                         /* A jump outside the current loop.  */
2499                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2500                         break;
2501                       }
2502                   }
2503
2504                 label1 = label2;
2505                 label2 = NULL_RTX;
2506               } while (label1);
2507             }
2508         }
2509       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2510         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2511     }
2512
2513   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2514   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2515       !unknown_address_altered 
2516       /* An exception thrown by a called function might land us
2517          anywhere.  */
2518       && !loop_has_call
2519       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2520          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2521          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2522          require actual function calls.  */
2523       && !current_function_calls_alloca
2524       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2525          end.  */
2526       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2527     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2528          insn = NEXT_INSN (insn))
2529       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2530 }
2531 \f
2532 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2533    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2534    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2535    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2536    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2537    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2538    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2539
2540 static void
2541 verify_dominator (loop_number)
2542      int loop_number;
2543 {
2544   rtx insn;
2545
2546   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2547     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2548        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2549     return;
2550   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2551     {
2552       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2553       return;
2554     }
2555   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2556        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2557        insn = NEXT_INSN (insn))
2558     {
2559       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2560           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2561         {
2562           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2563           int label_luid = INSN_LUID (label);
2564
2565           if (! condjump_p (insn)
2566               && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2567             {
2568               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2569               return;
2570             }
2571           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2572               && (label_luid
2573                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2574             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2575         }
2576     }
2577 }
2578
2579 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2580    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2581    to from outside the loop.  */
2582
2583 static void
2584 find_and_verify_loops (f)
2585      rtx f;
2586 {
2587   rtx insn, label;
2588   int current_loop = -1;
2589   int next_loop = -1;
2590   int loop;
2591
2592   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2593
2594   /* If there are jumps to undefined labels,
2595      treat them as jumps out of any/all loops.
2596      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2597   uid_loop_num[0] = -1;
2598
2599   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2600      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2601
2602   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2603     {
2604       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2605         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2606           {
2607           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2608             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2609             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2610             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2611             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2612             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2613             loop_invalid[next_loop] = 0;
2614             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2615             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2616             current_loop = next_loop;
2617             break;
2618
2619           case NOTE_INSN_SETJMP:
2620             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2621                enclosing loop.  */
2622             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2623               {
2624                 loop_invalid[loop] = 1;
2625                 if (loop_dump_stream)
2626                   fprintf (loop_dump_stream,
2627                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2628                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2629               }
2630             break;
2631
2632           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2633             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2634             break;
2635           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2636             if (current_loop == -1)
2637               abort ();
2638
2639             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2640             verify_dominator (current_loop);
2641             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2642             break;
2643
2644           default:
2645             break;
2646           }
2647       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2648          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2649       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2650                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2651                && current_loop >= 0)
2652         {
2653           int this_loop;
2654           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2655
2656           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2657             label = NULL_RTX;
2658
2659           this_loop = current_loop;
2660           do
2661             {
2662               /* First see if we care about this loop.  */
2663               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2664                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2665                 {
2666                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2667                      loop_number_const_dominator.  */
2668                   if (! label)
2669                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2670                   else
2671                     /* Check if the destination is between loop start and
2672                        cont.  */
2673                     if ((INSN_LUID (label)
2674                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2675                         && (INSN_LUID (label)
2676                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2677                         /* And if there is no later destination already
2678                            recorded.  */
2679                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2680                             || (INSN_LUID (label)
2681                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2682                                              [this_loop]))))
2683                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2684                 }
2685               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2686             }
2687           while (this_loop >= 0);
2688         }
2689
2690       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2691          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2692       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2693     }
2694
2695   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2696      because it can be jumped into from anywhere.  */
2697
2698   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2699     {
2700       int loop_num;
2701
2702       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2703            loop_num != -1;
2704            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2705         loop_invalid[loop_num] = 1;
2706     }
2707
2708   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2709      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2710
2711   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2712     {
2713       int loop_num;
2714
2715       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2716            loop_num != -1;
2717            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2718         loop_invalid[loop_num] = 1;
2719     }
2720
2721   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2722      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2723      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2724      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2725      anywhere.
2726
2727      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2728      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2729      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2730      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2731      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2732      possible second cse pass.  */
2733
2734   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2735     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2736       {
2737         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2738
2739         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2740           {
2741             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2742             if (note)
2743               {
2744                 int loop_num;
2745
2746                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2747                      loop_num != -1;
2748                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2749                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2750               }
2751           }
2752
2753         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2754           continue;
2755
2756         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2757
2758         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2759         if (this_loop_num != -1
2760             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2761                 || (simplejump_p (insn)
2762                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2763                         != this_loop_num)))
2764             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2765           {
2766             rtx p;
2767             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2768             int dest_loop;
2769             int outer_loop = -1;
2770
2771             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2772                or a JUMP_INSN.  */
2773             for (p = PREV_INSN (insn);
2774                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2775                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2776                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2777                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2778                  p = PREV_INSN (p))
2779               ;
2780
2781             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2782                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2783
2784             if (JUMP_LABEL (insn))
2785               {
2786                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2787                 if (dest_loop != -1)
2788                   {
2789                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2790                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2791                       if (outer_loop == this_loop_num)
2792                         break;
2793                   }
2794               }
2795
2796             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2797
2798             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2799                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2800               outer_loop = this_loop_num;
2801
2802             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2803                we have a block of code to try to move.
2804
2805                We look backward and then forward from the target of INSN
2806                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2807                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2808                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2809                and move the block of code to the spot we found.  */
2810
2811             if (outer_loop == -1
2812                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2813                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2814                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2815                    These always indicate compilation errors.  */
2816                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2817                 && condjump_p (p)
2818                 && ! simplejump_p (p)
2819                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2820               {
2821                 rtx target
2822                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2823                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2824                 rtx loc;
2825
2826                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2827                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2828                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2829                     break;
2830
2831                 if (loc == 0)
2832                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2833                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2834                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2835                       break;
2836
2837                 if (loc)
2838                   {
2839                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2840                     rtx new_label = get_label_after (p);
2841
2842                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2843                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2844
2845                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2846                        we can invert P.  */
2847                    if (invert_jump (p, new_label))
2848                      {
2849                        rtx q, r;
2850
2851                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2852                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2853                           path, we'll need to insert an jump around our block
2854                           and a add a BARRIER before TARGET.
2855
2856                           This creates an extra unconditional jump outside
2857                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2858                           executed instructions from inside the loop usually
2859                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2860                           outside the loop.  */
2861                        if (loc == 0)
2862                          {
2863                            rtx temp;
2864
2865                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2866                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2867                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2868                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2869                            loc = emit_barrier_before (target);
2870                          }
2871
2872                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2873                           block after LOC.  */
2874                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2875                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2876
2877                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2878                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2879                             q = NEXT_INSN (q))
2880                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2881
2882                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2883                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2884                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2885                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2886                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2887                        if (JUMP_LABEL (insn))
2888                          {
2889                            int loop_num;
2890
2891                            for (q = 0,
2892                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2893                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2894                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2895                                {
2896                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2897                                  if (q)
2898                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2899                                  else
2900                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2901                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2902                                  break;
2903                                }
2904
2905                            for (loop_num = this_loop_num;
2906                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2907                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2908                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2909
2910                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2911                            if (! r)
2912                              abort ();
2913                          }
2914
2915                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2916                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2917                           The easiest way to do this is to just call
2918                           mark_loop_jump again for P.  */
2919                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2920
2921                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2922                           delete INSN.  */
2923                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2924                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2925                                == next_real_insn (insn)))
2926                          delete_insn (insn);
2927                      }
2928
2929                     /* Continue the loop after where the conditional
2930                        branch used to jump, since the only branch insn
2931                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2932                        branch and hence needs no processing.  */
2933                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2934
2935                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2936                       delete_insn (cond_label);
2937
2938                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2939                     insn = PREV_INSN (insn);
2940                   }
2941               }
2942           }
2943       }
2944 }
2945
2946 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2947    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2948
2949    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2950
2951 static void
2952 mark_loop_jump (x, loop_num)
2953      rtx x;
2954      int loop_num;
2955 {
2956   int dest_loop;
2957   int outer_loop;
2958   int i;
2959
2960   switch (GET_CODE (x))
2961     {
2962     case PC:
2963     case USE:
2964     case CLOBBER:
2965     case REG:
2966     case MEM:
2967     case CONST_INT:
2968     case CONST_DOUBLE:
2969     case RETURN:
2970       return;
2971
2972     case CONST:
2973       /* There could be a label reference in here.  */
2974       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2975       return;
2976
2977     case PLUS:
2978     case MINUS:
2979     case MULT:
2980       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2981       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2982       return;
2983
2984     case LO_SUM:
2985       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2986       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2987       return;
2988
2989     case SIGN_EXTEND:
2990     case ZERO_EXTEND:
2991       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2992       return;
2993
2994     case LABEL_REF:
2995       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2996
2997       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2998          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2999          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3000          false.  */
3001
3002       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3003          since this does not count as a loop exit.  */
3004       if (dest_loop != -1)
3005         {
3006           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3007                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3008             if (outer_loop == loop_num)
3009               break;
3010         }
3011       else
3012         outer_loop = -1;
3013
3014       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3015         {
3016           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3017           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3018           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3019
3020           for (outer_loop = loop_num;
3021                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3022                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3023             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3024         }
3025
3026       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3027          by it, it invalidates at least one loop.  */
3028
3029       if (dest_loop == -1)
3030         return;
3031
3032       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3033          label, except those that also contain the jump insn.  */
3034
3035       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3036         {
3037           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3038           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3039                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3040             if (dest_loop == outer_loop)
3041               return;
3042
3043           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3044           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3045             fprintf (loop_dump_stream,
3046                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3047                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3048           
3049           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3050         }
3051       return;
3052
3053     case SET:
3054       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3055       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3056         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3057       return;
3058
3059     case IF_THEN_ELSE:
3060       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3061       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3062       return;
3063
3064     case PARALLEL:
3065     case ADDR_VEC:
3066       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3067         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3068       return;
3069
3070     case ADDR_DIFF_VEC:
3071       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3072         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3073       return;
3074
3075     default:
3076       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3077          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3078          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3079          loop and any containing loops as invalid.  */
3080       if (loop_num != -1)
3081         {
3082           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3083                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3084             {
3085               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3086                 fprintf (loop_dump_stream,
3087                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3088                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3089               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3090             }
3091         }
3092       return;
3093     }
3094 }
3095 \f
3096 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3097    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3098    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3099    been previously created by loop.c).  */
3100
3101 static int
3102 labels_in_range_p (insn, end)
3103      rtx insn;
3104      int end;
3105 {
3106   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3107     {
3108       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3109         return 1;
3110       insn = NEXT_INSN (insn);
3111     }
3112
3113   return 0;
3114 }
3115
3116 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3117
3118 static void
3119 note_addr_stored (x, y)
3120      rtx x;
3121      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3122 {
3123   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3124     return;
3125
3126   /* Count number of memory writes.
3127      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3128   num_mem_sets++;
3129
3130   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3131   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3132     unknown_address_altered = 1;
3133
3134   if (unknown_address_altered)
3135     return;
3136
3137   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3138 }
3139 \f
3140 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3141
3142    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3143
3144    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3145    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3146    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3147
3148 int
3149 invariant_p (x)
3150      register rtx x;
3151 {
3152   register int i;
3153   register enum rtx_code code;
3154   register char *fmt;
3155   int conditional = 0;
3156   rtx mem_list_entry;
3157
3158   if (x == 0)
3159     return 1;
3160   code = GET_CODE (x);
3161   switch (code)
3162     {
3163     case CONST_INT:
3164     case CONST_DOUBLE:
3165     case SYMBOL_REF:
3166     case CONST:
3167       return 1;
3168
3169     case LABEL_REF:
3170       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3171          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3172          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3173          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3174          the address of this label into a register might get moved outside
3175          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3176
3177          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3178          labels.  */
3179       if (flag_unroll_loops)
3180         return 0;
3181       else
3182         return 1;
3183
3184     case PC:
3185     case CC0:
3186     case UNSPEC_VOLATILE:
3187       return 0;
3188
3189     case REG:
3190       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3191          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3192
3193       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3194            || x == arg_pointer_rtx)
3195           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3196         return 1;
3197
3198       if (loop_has_call
3199           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3200         return 0;
3201
3202       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3203         return 2;
3204
3205       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3206
3207     case MEM:
3208       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3209          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3210          will be rejected also.  */
3211       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3212         return 0;
3213
3214       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3215          invariant if their address is.  */
3216       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3217         break;
3218
3219       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3220          clobbered.  */
3221       if (unknown_address_altered)
3222         return 0;
3223
3224       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3225       mem_list_entry = loop_store_mems;
3226       while (mem_list_entry)
3227         {
3228           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3229                                x, rtx_varies_p))
3230             return 0;
3231           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3232         }
3233
3234       /* It's not invalidated by a store in memory
3235          but we must still verify the address is invariant.  */
3236       break;
3237
3238     case ASM_OPERANDS:
3239       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3240       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3241         return 0;
3242       break;
3243       
3244     default:
3245       break;
3246     }
3247
3248   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3249   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3250     {
3251       if (fmt[i] == 'e')
3252         {
3253           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3254           if (tem == 0)
3255             return 0;
3256           if (tem == 2)
3257             conditional = 1;
3258         }
3259       else if (fmt[i] == 'E')
3260         {
3261           register int j;
3262           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3263             {
3264               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3265               if (tem == 0)
3266                 return 0;
3267               if (tem == 2)
3268                 conditional = 1;
3269             }
3270
3271         }
3272     }
3273
3274   return 1 + conditional;
3275 }
3276
3277 \f
3278 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3279    are INSN and the immediately following insns,
3280    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3281    (not counting uses of REG in them).
3282
3283    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3284
3285    We assume that INSN itself is the first set of REG
3286    and that its source is invariant.  */
3287
3288 static int
3289 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3290      int n_sets;
3291      rtx reg, insn;
3292 {
3293   register rtx p = insn;
3294   register int regno = REGNO (reg);
3295   rtx temp;
3296   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3297   int count = n_sets - 1;
3298   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3299   int value = 0;
3300   int this;
3301
3302   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3303   if (n_sets == 127)
3304     return 0;
3305
3306   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3307
3308   while (count > 0)
3309     {
3310       register enum rtx_code code;
3311       rtx set;
3312
3313       p = NEXT_INSN (p);
3314       code = GET_CODE (p);
3315
3316       /* If library call, skip to end of it.  */
3317       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3318         p = XEXP (temp, 0);
3319
3320       this = 0;
3321       if (code == INSN
3322           && (set = single_set (p))
3323           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3324           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3325         {
3326           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3327           if (this != 0)
3328             value |= this;
3329           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3330             {
3331               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3332                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3333                  notes are OK.  */
3334               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3335                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3336                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3337               if (this != 0)
3338                 value |= this;
3339             }
3340         }
3341       if (this != 0)
3342         count--;
3343       else if (code != NOTE)
3344         {
3345           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3346           return 0;
3347         }
3348     }
3349
3350   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3351   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3352   return 1 + (value & 2);
3353 }
3354
3355 #if 0
3356 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3357    to be moved, so we no longer test it.  */
3358
3359 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3360    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3361
3362 static int
3363 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3364      rtx reg, insn;
3365      short *table;
3366 {
3367   register rtx p = insn;
3368   register int regno = REGNO (reg);
3369
3370   while (1)
3371     {
3372       register enum rtx_code code;
3373       p = NEXT_INSN (p);
3374       code = GET_CODE (p);
3375       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3376         return 1;
3377       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3378           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3379           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3380         {
3381           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3382             return 0;
3383         }
3384     }
3385 }
3386 #endif /* 0 */
3387 \f
3388 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3389    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3390    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3391
3392 static void
3393 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3394      rtx insn;
3395      rtx x;
3396      varray_type usage;
3397 {
3398   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3399   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3400   int i, j;
3401
3402   if (code == REG)
3403     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3404       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0 
3405          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3406         ? const0_rtx : insn;
3407
3408   else if (code == SET)
3409     {
3410       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3411          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3412          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
3413          for it.  */
3414       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3415         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3416       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3417     }
3418   else
3419     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3420       {
3421         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3422           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3423         else if (fmt[i] == 'E')
3424           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3425             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3426       }
3427 }
3428 \f
3429 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3430    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3431
3432 static void
3433 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3434      rtx insn, x;
3435      varray_type may_not_move;
3436      rtx *last_set;
3437 {
3438   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3439     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3440        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3441     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3442
3443   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3444     {
3445       rtx dest = SET_DEST (x);
3446       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3447              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3448              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3449              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3450         dest = XEXP (dest, 0);
3451       if (GET_CODE (dest) == REG)
3452         {
3453           register int regno = REGNO (dest);
3454           /* If this is the first setting of this reg
3455              in current basic block, and it was set before,
3456              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3457              be moved out of the loop.  */
3458           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0 
3459               && last_set[regno] == 0)
3460             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3461           /* If this is not first setting in current basic block,
3462              see if reg was used in between previous one and this.
3463              If so, neither one can be moved.  */
3464           if (last_set[regno] != 0
3465               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3466             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3467           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3468             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3469           last_set[regno] = insn;
3470         }
3471     }
3472 }
3473
3474 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3475    that is modified by an insn between FROM and TO.
3476    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3477    stop incrementing it, to avoid overflow.
3478
3479    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3480    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3481    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3482    in which case this processing is not done.
3483
3484    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3485    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3486
3487 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3488    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3489
3490 static void
3491 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3492      register rtx from, to;
3493      varray_type may_not_move;
3494      varray_type single_usage;
3495      int *count_ptr;
3496      int nregs;
3497 {
3498   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3499   register rtx insn;
3500   register int count = 0;
3501
3502   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3503   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3504     {
3505       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3506         {
3507           ++count;
3508
3509           /* Record registers that have exactly one use.  */
3510           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3511
3512           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3513           if (REG_NOTES (insn))
3514             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3515
3516           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3517               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3518             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3519           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3520             {
3521               register int i;
3522               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3523                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3524                                may_not_move, last_set);
3525             }
3526         }
3527
3528       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3529         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3530     }
3531   *count_ptr = count;
3532 }
3533 \f
3534 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3535    and that is entered at SCAN_START,
3536    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3537    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3538    from the loop entry point.
3539
3540    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3541    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3542    from an inner loop past two loops.  */
3543
3544 static int
3545 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3546      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3547 {
3548   rtx reg = SET_DEST (set);
3549   rtx p;
3550
3551   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3552      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3553   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3554     {
3555       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3556           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3557         return 1;
3558
3559       if (p == loop_end)
3560         p = loop_start;
3561     }
3562
3563   return 0;
3564 }
3565 \f
3566 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3567    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3568 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3569    value is a linear function of a biv.  */
3570
3571 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3572    Givs by `general_induction_var'.  */
3573
3574 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3575    induction variable, and if so what type.  */
3576
3577 varray_type reg_iv_type;
3578
3579 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3580    if register is an induction variable.  This holds general info for
3581    all induction variables.  */
3582
3583 varray_type reg_iv_info;
3584
3585 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3586    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3587    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3588    to.  */
3589
3590 struct iv_class **reg_biv_class;
3591
3592 /* The head of a list which links together (via the next field)
3593    every iv class for the current loop.  */
3594
3595 struct iv_class *loop_iv_list;
3596
3597 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3598    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3599    separately.  */
3600 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3601
3602 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3603
3604 static rtx note_insn;
3605
3606 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3607
3608 static rtx addr_placeholder;
3609
3610 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3611    for the strength reduction code.  */
3612
3613 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3614    bivs, may cause problems.  */
3615
3616 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3617    performance problems.
3618
3619    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3620    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3621    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3622    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3623    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3624    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3625
3626 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3627    positive.  */
3628
3629 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3630    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3631    e.g. the VAX acb insn.  */
3632
3633 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3634    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3635    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3636 \f
3637 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  
3638
3639    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3640    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3641    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3642    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3643    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds. 
3644    
3645    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3646    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3647    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3648    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3649    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3650
3651 static void
3652 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3653                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3654      rtx scan_start;
3655      rtx end;
3656      rtx loop_top;
3657      int insn_count;
3658      rtx loop_start;
3659      rtx loop_end;
3660      rtx loop_cont;
3661      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3662 {
3663   rtx p;
3664   rtx set;
3665   rtx inc_val;
3666   rtx mult_val;
3667   rtx dest_reg;
3668   rtx *location;
3669   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3670      iteration.  */
3671   int not_every_iteration = 0;
3672   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3673      loop iteration.  */
3674   int maybe_multiple = 0;
3675   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3676   struct iv_class *bl, **backbl;
3677   /* Ratio of extra register life span we can justify
3678      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3679      since in that case saving an insn makes more difference
3680      and more registers are available.  */
3681   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3682   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3683   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3684   rtx *reg_map;
3685   int reg_map_size;
3686   int call_seen;
3687   rtx test;
3688   rtx end_insert_before;
3689   int loop_depth = 0;
3690   int n_extra_increment;
3691   struct loop_info loop_iteration_info;
3692   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3693
3694   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3695      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3696   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3697     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3698
3699   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3700   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3701   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3702     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3703   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3704                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3705
3706   loop_iv_list = 0;
3707   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3708
3709   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3710      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3711      order (i.e. loop order). 
3712
3713      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3714      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3715      dummy note insn.  */
3716   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3717     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3718   else
3719     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3720
3721   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3722
3723   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3724        p != NULL_RTX;
3725        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3726     {
3727       if (GET_CODE (p) == INSN
3728           && (set = single_set (p))
3729           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3730         {
3731           dest_reg = SET_DEST (set);
3732           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3733               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3734               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3735             {
3736               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3737                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3738                                        &location))
3739                 {
3740                   /* It is a possible basic induction variable.
3741                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3742
3743                   struct induction *v
3744                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3745
3746                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3747                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3748                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3749                 }
3750               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3751                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3752             }
3753         }
3754
3755       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3756          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3757          jump insn between here and the end of the loop either
3758          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3759          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3760
3761       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3762         {
3763           rtx insn = p;
3764
3765           maybe_multiple = 0;
3766
3767           while (1)
3768             {
3769               insn = NEXT_INSN (insn);
3770               if (insn == scan_start)
3771                 break;
3772               if (insn == end)
3773                 {
3774                   if (loop_top != 0)
3775                     insn = loop_top;
3776                   else
3777                     break;
3778                   if (insn == scan_start)
3779                     break;
3780                 }
3781
3782               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3783                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3784                   && (! condjump_p (insn)
3785                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3786                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3787                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3788                               || (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
3789                                   ? (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3790                                      <= INSN_LUID (p))
3791                                   : (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3792                                      || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3793                                          < INSN_LUID (insn))))))))
3794                 {
3795                   maybe_multiple = 1;
3796                   break;
3797                 }
3798             }
3799         }
3800
3801       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3802          on whether they will be executed during each iteration.  */
3803       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3804          code in scan_loop.  */
3805       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3806           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3807              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3808              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3809              will be executed if the loop is executed.  */
3810           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3811                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3812                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3813         {
3814           rtx label = 0;
3815
3816           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3817              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3818              loop_number_exits_labels list.  */
3819              
3820           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3821                label;
3822                label = LABEL_NEXTREF (label))
3823             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3824               break;
3825
3826           if (! label)
3827             not_every_iteration = 1;
3828         }
3829
3830       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3831         {
3832           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3833              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3834              even though the exit code has been duplicated.
3835
3836              Insns are also again known to be executed each iteration at
3837              the LOOP_CONT note.  */
3838           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3839                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3840               && loop_depth == 0)
3841             not_every_iteration = 0;
3842           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3843             loop_depth++;
3844           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3845             loop_depth--;
3846         }
3847
3848       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3849          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3850          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3851          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3852
3853          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3854          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3855          will be executed each iteration.  */
3856
3857       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3858           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3859           && insn_first_p (p, loop_cont))
3860         not_every_iteration = 0;
3861     }
3862
3863   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3864      Make a sanity check against n_times_set.  */
3865   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3866     {
3867       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3868           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3869           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3870           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3871           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3872              move.  So leave it alone.  */
3873           || ! bl->incremented)
3874         {
3875           if (loop_dump_stream)
3876             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3877                      bl->regno,
3878                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3879                       ? "not induction variable"
3880                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3881                          : "count error")));
3882           
3883           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3884           *backbl = bl->next;
3885         }
3886       else
3887         {
3888           backbl = &bl->next;
3889
3890           if (loop_dump_stream)
3891             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3892         }
3893     }
3894
3895   /* Exit if there are no bivs.  */
3896   if (! loop_iv_list)
3897     {
3898       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3899          strength reduction info available.  */
3900       if (unroll_p)
3901         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3902                      loop_info, 0);
3903
3904       return;
3905     }
3906
3907   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3908      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3909
3910   call_seen = 0;
3911   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3912     {
3913       note_insn = p;
3914
3915       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3916         call_seen = 1;
3917
3918       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3919           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3920         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3921
3922       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3923          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3924          constants and registers and only certain of those.  */
3925       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3926           && JUMP_LABEL (p) != 0
3927           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3928           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3929           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3930           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3931           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3932           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3933           && bl->init_insn == 0)
3934         {
3935           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3936           if (GET_CODE (test) == NE)
3937             {
3938               bl->init_insn = p;
3939               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3940                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3941             }
3942           else
3943             bl->initial_test = test;
3944         }
3945     }
3946
3947   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3948      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3949      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3950   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3951     {
3952       rtx src;
3953       rtx note;
3954
3955       if (! bl->init_insn)
3956         continue;
3957
3958       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3959          is a constant, use the value of that.  */
3960       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3961            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3962           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3963               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3964         src = XEXP (note, 0);
3965       else
3966         src = SET_SRC (bl->init_set);
3967
3968       if (loop_dump_stream)
3969         fprintf (loop_dump_stream,
3970                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3971                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3972
3973       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3974            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3975           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3976         {
3977           bl->initial_value = src;
3978
3979           if (loop_dump_stream)
3980             {
3981               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3982                 {
3983                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
3984                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
3985                 }
3986               else
3987                 {
3988                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3989                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3990                 }
3991             }
3992         }
3993       else
3994         {
3995           struct iv_class *bl2 = 0;
3996           rtx increment;
3997
3998           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
3999              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4000              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4001              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4002              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4003           if (bl->biv_count == 1
4004               && bl->regno < max_reg_before_loop
4005               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4006               && GET_CODE (src) == PLUS
4007               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4008               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4009               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4010                   != NULL_RTX))
4011             {
4012               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4013
4014               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4015                 if (bl2->regno == regno)
4016                   break;
4017             }
4018         
4019           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4020           if (bl2
4021               && bl2->biv_count == 1
4022               && rtx_equal_p (increment,
4023                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4024               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4025                  without any intervening labels.  */
4026               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4027                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4028               /* The register from BL2 must be set before the register from
4029                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4030                  the former set.  Currently there can't be any labels
4031                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4032                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4033                  gets used to set always_computable.  */
4034               && ((insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4035                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4036                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4037                                             bl2->biv->insn)
4038                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4039               && validate_change (bl->biv->insn,
4040                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4041                                   copy_rtx (src), 0))
4042             {
4043               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4044               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4045               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4046               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4047               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4048
4049               if (loop_dump_stream)
4050                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4051               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4052               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4053               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4054                  before the first giv use.  */
4055               if (dominator
4056                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4057                                           dominator)
4058                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4059                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4060                 {
4061                   rtx p;
4062                   rtx next;
4063
4064                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4065                     {
4066                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4067                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4068                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4069                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4070                         break;
4071 #ifdef HAVE_cc0
4072                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4073                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4074 #endif
4075                         dominator = next;
4076                     }
4077                   if (loop_dump_stream)
4078                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4079                              INSN_UID (dominator));
4080                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4081                      and adjusting all luids in the range.  */
4082                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4083                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4084                     p = PREV_INSN (p);
4085                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4086                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4087                      this giv, delete it.  */
4088                   if (single_set (bl->init_insn)
4089                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4090                     delete_insn (bl->init_insn);
4091                 }
4092               else if (! insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4093                 {
4094                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4095                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4096                     p = PREV_INSN (p);
4097                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4098                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4099                                  INSN_LUID (p));
4100                 }
4101               /* Remove this biv from the chain.  */
4102               if (bl->next)
4103                 *bl = *bl->next;
4104               else
4105                 {
4106                   *backbl = 0;
4107                   break;
4108                 }
4109             }
4110
4111           /* If we can't make it a giv,
4112              let biv keep initial value of "itself".  */
4113           else if (loop_dump_stream)
4114             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4115         }
4116     }
4117
4118   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4119      all but the last increment into a giv.  */
4120
4121   /* Get an upper bound for the number of registers
4122      we might have after all bivs have been processed.  */
4123   first_increment_giv = max_reg_num ();
4124   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4125     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4126   /* XXX Temporary.  */
4127   if (0 && n_extra_increment)
4128     {
4129       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4130
4131       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4132       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4133       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4134
4135       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4136         {
4137           struct induction **vp, *v, *next;
4138     
4139           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4140           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4141             {
4142               next = v->next_iv;
4143               v->next_iv = bl->biv;
4144               bl->biv = v;
4145             }
4146     
4147           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4148             {
4149               HOST_WIDE_INT offset;
4150               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn;
4151               int old_regno, new_regno;
4152     
4153               if (! v->always_executed
4154                   || v->maybe_multiple
4155                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4156                   || ! next->always_executed
4157                   || next->maybe_multiple
4158                   || ! CONSTANT_P (next->add_val))
4159                 {
4160                   vp = &v->next_iv;
4161                   continue;
4162                 }
4163               offset = INTVAL (v->add_val);
4164               set = single_set (v->insn);
4165               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4166               old_reg = v->dest_reg;
4167               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4168     
4169               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4170                  have been allocated with some slop space, so we may not
4171                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4172                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4173               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4174                 {
4175                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4176                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4177                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4178                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4179                 }
4180     
4181               validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 1);
4182               validate_change (next->insn, next->location, add_val, 1);
4183               if (! apply_change_group ())
4184                 {
4185                   vp = &v->next_iv;
4186                   continue;
4187                 }
4188               next->add_val = add_val;
4189               v->dest_reg = dest_reg;
4190               v->giv_type = DEST_REG;
4191               v->location = &SET_SRC (set);
4192               v->cant_derive = 0;
4193               v->combined_with = 0;
4194               v->maybe_dead = 0;
4195               v->derive_adjustment = 0;
4196               v->same = 0;
4197               v->ignore = 0;
4198               v->new_reg = 0;
4199               v->final_value = 0;
4200               v->same_insn = 0;
4201               v->auto_inc_opt = 0;
4202               v->unrolled = 0;
4203               v->shared = 0;
4204               v->derived_from = 0;
4205               v->always_computable = 1;
4206               v->always_executed = 1;
4207               v->replaceable = 1;
4208               v->no_const_addval = 0;
4209     
4210               old_regno = REGNO (old_reg);
4211               new_regno = REGNO (dest_reg);
4212               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4213               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4214               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4215               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4216               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4217     
4218               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4219               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4220     
4221               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4222                  and record it as a giv.  */
4223               *vp = next;
4224               bl->biv_count--;
4225               v->next_iv = bl->giv;
4226               bl->giv = v;
4227               bl->giv_count++;
4228               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4229               bl->total_benefit += v->benefit;
4230     
4231               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4232                  the replaced increment and the next increment, and
4233                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4234               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4235                    p != next->insn;
4236                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4237                 {
4238                   rtx note;
4239     
4240                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4241                     continue;
4242                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4243                     {
4244                       last_use_insn = p;
4245                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4246                         abort ();
4247                     }
4248                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4249                     {
4250                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4251                         XEXP (note, 0)
4252                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4253                     }
4254                 }
4255     
4256               v->last_use = last_use_insn;
4257               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4258               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4259                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4260                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4261               if (v->lifetime == 0)
4262                 v->ignore = 1;
4263
4264               if (loop_dump_stream)
4265                 fprintf (loop_dump_stream,
4266                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4267                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4268             }
4269         }
4270     }
4271   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4272
4273   /* Search the loop for general induction variables.  */
4274
4275   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4276      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4277
4278   not_every_iteration = 0;
4279   loop_depth = 0;
4280   p = scan_start;
4281   while (1)
4282     {
4283       p = NEXT_INSN (p);
4284       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4285          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4286       if (p == scan_start)
4287         break;
4288       if (p == end)
4289         {
4290           if (loop_top != 0)
4291             p = loop_top;
4292           else
4293             break;
4294           if (p == scan_start)
4295             break;
4296         }
4297
4298       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4299       if (GET_CODE (p) == INSN
4300           && (set = single_set (p))
4301           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4302           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4303         {
4304           rtx src_reg;
4305           rtx add_val;
4306           rtx mult_val;
4307           int benefit;
4308           rtx regnote = 0;
4309           rtx last_consec_insn;
4310
4311           dest_reg = SET_DEST (set);
4312           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4313             continue;
4314
4315           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4316               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4317                                       &mult_val, 0, &benefit)
4318                /* Equivalent expression is a giv.  */
4319                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4320                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4321                                              &add_val, &mult_val, 0,
4322                                              &benefit)))
4323               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4324                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4325               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4326               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4327               && dest_reg != src_reg
4328               /* This must be the only place where the register is set.  */
4329               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4330                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4331                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4332                                                  src_reg, dest_reg,
4333                                                  &add_val, &mult_val,
4334                                                  &last_consec_insn))))
4335             {
4336               struct induction *v
4337                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4338
4339               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4340               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4341                 benefit += libcall_benefit (p);
4342
4343               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4344               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4345                 p = last_consec_insn;
4346
4347               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4348                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4349                           loop_end);
4350
4351             }
4352         }
4353
4354 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4355       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4356       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4357          still does.  */
4358       if (GET_CODE (p) == INSN)
4359         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4360                        loop_end);
4361 #endif
4362
4363       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4364          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4365       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4366         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4367         update_giv_derive (p);
4368
4369       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4370          on whether they will be executed during each iteration.  */
4371       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4372          code in scan_loop.  */
4373       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4374           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4375              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4376              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4377              will be executed if the loop is executed.  */
4378           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4379                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4380                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4381         {
4382           rtx label = 0;
4383
4384           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4385              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4386              loop_number_exits_labels list.  */
4387              
4388           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4389                label;
4390                label = LABEL_NEXTREF (label))
4391             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4392               break;
4393
4394           if (! label)
4395             not_every_iteration = 1;
4396         }
4397
4398       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4399         {
4400           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4401              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4402              even though the exit code has been duplicated.
4403
4404              Insns are also again known to be executed each iteration at
4405              the LOOP_CONT note.  */
4406           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4407                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4408               && loop_depth == 0)
4409             not_every_iteration = 0;
4410           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4411             loop_depth++;
4412           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4413             loop_depth--;
4414         }
4415
4416       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4417          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4418          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4419          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4420
4421          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4422          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4423          will be executed each iteration.  */
4424
4425       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4426           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4427           && insn_first_p (p, loop_cont))
4428         not_every_iteration = 0;
4429     }
4430
4431   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4432      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4433      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4434      fail if the iteration variable is a giv.  */
4435
4436   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4437
4438   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4439      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4440      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4441      so that final_giv_value will work correctly.  */
4442
4443   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4444     {
4445       struct induction *v;
4446
4447       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4448         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4449           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4450     }
4451
4452   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4453      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4454      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4455   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4456
4457   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4458      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4459      reg_iv_type for a suitable size.  */
4460   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4461   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4462   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4463
4464   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4465      variable elimination.  */
4466
4467   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4468     {
4469       struct induction *v;
4470       int benefit;
4471       int all_reduced;
4472       rtx final_value = 0;
4473       unsigned nregs;
4474
4475       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4476          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4477          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4478          what its final value will be.
4479
4480          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4481          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4482          this biv.  */
4483
4484       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4485          We aren't concerned with any uses of the biv between
4486          init_insn and loop_start since these won't be affected
4487          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4488          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4489          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4490
4491       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4492            && bl->init_insn
4493            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4494            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4495 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4496            && ! bl->nonneg
4497 #endif
4498            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4499           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end, 
4500                                               loop_info->n_iterations))
4501 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4502               && ! bl->nonneg
4503 #endif
4504               ))
4505         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4506                                               threshold, insn_count);
4507       else
4508         {
4509           if (loop_dump_stream)
4510             {
4511               fprintf (loop_dump_stream,
4512                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4513                        bl->regno);
4514               fprintf (loop_dump_stream,
4515                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4516                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4517                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4518             }
4519         }
4520
4521       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4522       combine_givs (bl);
4523
4524       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4525          biv have been strength reduced.
4526          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4527       all_reduced = 1;
4528
4529       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4530          it.  Skip giv's combined with others.  */
4531       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4532         {
4533           struct induction *tv;
4534
4535           if (v->ignore || v->same)
4536             continue;
4537
4538           benefit = v->benefit;
4539
4540           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4541              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4542              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4543              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4544              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4545              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4546              a cost.  Similar situations exist.  */
4547           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4548              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4549              be necessary.  */
4550           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4551               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4552             benefit -= copy_cost;
4553
4554           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4555              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4556           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4557
4558           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4559              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4560              This decision can be made independently for each giv.  */
4561
4562 #ifdef AUTO_INC_DEC
4563           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4564              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4565              add_cost that was done above).  */
4566           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4567               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4568             {
4569               if (HAVE_POST_INCREMENT
4570                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4571                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4572               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4573                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4574                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4575               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4576                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4577                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4578               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4579                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4580                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4581             }
4582 #endif
4583
4584           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4585              flag, and clear all_reduced.  */
4586
4587           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4588              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4589              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4590              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4591              exit.  */
4592
4593           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4594               && ! bl->reversed )
4595             {
4596               if (loop_dump_stream)
4597                 fprintf (loop_dump_stream,
4598                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4599                          INSN_UID (v->insn),
4600                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4601               v->ignore = 1;
4602               all_reduced = 0;
4603             }
4604           else
4605             {
4606               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4607                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4608
4609               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4610                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4611                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4612                   {
4613                     if (loop_dump_stream)
4614                       fprintf (loop_dump_stream,
4615                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4616                                INSN_UID (v->insn));
4617                     v->ignore = 1;
4618                     all_reduced = 0;
4619                     break;
4620                   }
4621             }
4622         }
4623
4624 #if 0
4625       /* XXX Temporary.  */
4626       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4627          combinations to reduce register pressure.
4628          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4629          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4630          reallocation here since it allows to check if there are still
4631          more bivs to process.  */
4632       nregs = max_reg_num ();
4633       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4634         {
4635           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4636              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4637           if (bl->next)
4638             nregs += nregs / 4;
4639           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4640           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4641           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4642         }
4643       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4644 #endif
4645
4646       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4647
4648       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4649         {
4650           struct induction *tv;
4651           if (! v->ignore && v->same == 0)
4652             {
4653               int auto_inc_opt = 0;
4654
4655               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4656
4657               if (v->derived_from)
4658                 {
4659                   PATTERN (v->insn)
4660                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4661                   if (bl->biv_count != 1)
4662                     {
4663                       /* For each place where the biv is incremented, add an
4664                          insn to set the new, reduced reg for the giv.  */
4665                       for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4666                         {
4667                           /* We always emit reduced giv increments before the
4668                              biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4669                              emitting the add insns for derived givs after the
4670                              biv increment, they pick up the updated value of
4671                              the reduced giv.  */
4672                           emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)),
4673                                            tv->insn);
4674
4675                         }
4676                     }
4677                   continue;
4678                 }
4679
4680 #ifdef AUTO_INC_DEC
4681               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4682                  this is an address giv, then try to put the increment
4683                  immediately after its use, so that flow can create an
4684                  auto-increment addressing mode.  */
4685               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4686                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4687                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4688                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4689                   && ! bl->reversed
4690                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4691                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4692                 {
4693                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4694                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4695                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4696
4697                      We simplify this by looking for the common case where
4698                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4699                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4700                      increment occurs after the address giv, then we can
4701                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4702                      would have to go before other_giv, and we would not be
4703                      able to combine it with the address giv to get an
4704                      auto-inc address.)  */
4705                   if (v->combined_with)
4706                     {
4707                       struct induction *other_giv = 0;
4708
4709                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4710                         if (tv->same == v)
4711                           {
4712                             if (other_giv)
4713                               break;
4714                             else
4715                               other_giv = tv;
4716                           }
4717                       if (! tv && other_giv
4718                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4719                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4720                               == INSN_UID (v->insn))
4721                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4722                         auto_inc_opt = 1;
4723                     }
4724                   /* Check for case where increment is before the address
4725                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4726                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4727                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4728                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4729                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4730                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4731                                && (INSN_LUID (scan_start)
4732                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4733                     auto_inc_opt = -1;
4734                   else
4735                     auto_inc_opt = 1;
4736
4737 #ifdef HAVE_cc0
4738                   {
4739                     rtx prev;
4740
4741                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4742                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4743                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4744                         || (auto_inc_opt == -1
4745                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4746                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4747                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4748                       auto_inc_opt = 0;
4749                   }
4750 #endif
4751
4752                   if (auto_inc_opt)
4753                     v->auto_inc_opt = 1;
4754                 }
4755 #endif
4756
4757               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4758                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4759               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4760                 {
4761                   rtx insert_before;
4762
4763                   if (! auto_inc_opt)
4764                     insert_before = tv->insn;
4765                   else if (auto_inc_opt == 1)
4766                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4767                   else
4768                     insert_before = v->insn;
4769
4770                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4771                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4772                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4773                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4774                     /* A multiply is acceptable here
4775                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4776                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4777                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4778                 }
4779
4780               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4781
4782               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4783                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4784             }
4785         }
4786
4787       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4788          as not reduced.
4789          
4790          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4791          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4792          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
4793
4794          Also check for givs whose first use is their definition and whose
4795          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4796          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
4797       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4798         {
4799           if (v->same && v->same->ignore)
4800             v->ignore = 1;
4801
4802           if (v->ignore)
4803             continue;
4804
4805           if (v->last_use)
4806             {
4807               struct induction *v1;
4808
4809               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4810                 if (v->last_use == v1->insn)
4811                   v->maybe_dead = 1;
4812             }
4813           else if (v->giv_type == DEST_REG
4814               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4815             {
4816               struct induction *v1;
4817
4818               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4819                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4820                   v->maybe_dead = 1;
4821             }
4822
4823           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4824              replaced.  */
4825           if (v->same)
4826             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4827                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4828
4829           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4830             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4831                this giv.  */
4832             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4833           else if (v->replaceable)
4834             {
4835               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4836
4837 #if 0
4838               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4839                  this is unnecessary now?  */
4840
4841               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4842                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4843
4844                  However, especially when unrolling loops, the special
4845                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4846                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4847                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4848                  We can not delete the original insn, since it may be part
4849                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4850                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4851               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4852                                v->insn);
4853 #endif
4854             }
4855           else
4856             {
4857               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4858                  the reduced giv, same as above.  */
4859               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4860                                v->insn);
4861             }
4862
4863           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4864              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4865              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4866              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4867              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4868           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4869             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4870                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4871           else if (v->final_value)
4872             {
4873               rtx insert_before;
4874
4875               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4876                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4877                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4878                  since this is slightly more efficient.  */
4879               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4880                 insert_before = loop_start;
4881               else
4882                 insert_before = end_insert_before;
4883               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4884                                 insert_before);
4885
4886 #if 0
4887               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4888                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4889                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4890                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4891                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4892                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4893                  matter that the original insn remains because it is dead
4894                  anyways.  */
4895               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4896                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4897               delete_insn (v->insn);
4898 #endif
4899             }
4900
4901           if (loop_dump_stream)
4902             {
4903               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4904                        INSN_UID (v->insn));
4905               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4906               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4907             }
4908         }
4909
4910       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4911          merit it.  */
4912
4913       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4914          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4915          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4916          combined with.
4917
4918          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4919          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4920          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4921          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4922          used from the simpler giv.  */
4923
4924       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4925         if (! v->maybe_dead && v->same)
4926           v->same->maybe_dead = 0;
4927
4928       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4929          This won't work if ! all_reduced,
4930          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4931
4932          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4933          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4934          be used as a biv replacement.  
4935
4936          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4937          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4938          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4939          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4940          replace it with a compare with a constant will fail.
4941
4942          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4943          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4944          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4945
4946       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4947           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
4948                                   threshold, insn_count))
4949
4950         {
4951           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4952              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4953              we might want to rewrite it also.  This way some later
4954              pass has more hope of removing the initialization of this
4955              biv entirely.  */
4956
4957           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4958              and we must emit an insn to set it just in case.
4959
4960              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4961              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4962              proper final value for such a biv here anyways.  */
4963           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4964             {
4965               rtx insert_before;
4966
4967               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4968                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4969                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4970                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4971               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4972                 insert_before = loop_start;
4973               else
4974                 insert_before = end_insert_before;
4975
4976               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4977                                 end_insert_before);
4978             }
4979
4980 #if 0
4981           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4982              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4983              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4984           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4985              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4986              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4987              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4988              insn remains, because it is dead anyways.  */
4989           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4990             delete_insn (v->insn);
4991 #endif
4992
4993           if (loop_dump_stream)
4994             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4995                      bl->regno);
4996         }
4997     }
4998
4999   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5000      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5001
5002   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5003     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5004         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5005       {
5006         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5007         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5008         INSN_CODE (p) = -1;
5009       }
5010
5011   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5012      induction variable information that strength_reduce has already
5013      collected.  */
5014   
5015   if (unroll_p)
5016     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5017                  loop_info, 1);
5018
5019 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5020   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5021   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5022       && flag_branch_on_count_reg)
5023     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5024 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5025
5026   if (loop_dump_stream)
5027     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5028   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5029   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5030 }
5031 \f
5032 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5033    compared against in an initial test).
5034
5035    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5036    the current insn and the start of the loop.
5037
5038    INSN is the insn containing X.  */
5039
5040 static int
5041 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5042      rtx x;
5043      rtx insn;
5044      int call_seen;
5045      rtx loop_start;
5046 {
5047   if (CONSTANT_P (x))
5048     return 1;
5049
5050   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5051      we know.  */
5052   if (GET_CODE (x) != REG
5053       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5054     return 0;
5055
5056   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5057      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5058   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5059       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5060           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5061     return 0;
5062
5063   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5064      loop.  */
5065   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5066     return 0;
5067
5068   return 1;
5069 }
5070 \f
5071 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5072    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5073    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5074    every loop iteration.  */
5075
5076 static void
5077 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5078      rtx x;
5079      rtx insn;
5080      int not_every_iteration;
5081      rtx loop_start, loop_end;
5082 {
5083   register int i, j;
5084   register enum rtx_code code;
5085   register char *fmt;
5086
5087   if (x == 0)
5088     return;
5089
5090   code = GET_CODE (x);
5091   switch (code)
5092     {
5093     case REG:
5094     case CONST_INT:
5095     case CONST:
5096     case CONST_DOUBLE:
5097     case SYMBOL_REF:
5098     case LABEL_REF:
5099     case PC:
5100     case CC0:
5101     case ADDR_VEC:
5102     case ADDR_DIFF_VEC:
5103     case USE:
5104     case CLOBBER:
5105       return;
5106
5107     case MEM:
5108       {
5109         rtx src_reg;
5110         rtx add_val;
5111         rtx mult_val;
5112         int benefit;
5113
5114         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5115            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when 
5116            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5117            this one would not be seen.   */
5118
5119         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5120                                    &mult_val, 1, &benefit))
5121           {
5122             /* Found one; record it.  */
5123             struct induction *v
5124               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5125
5126             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5127                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5128                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5129
5130             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5131           }
5132       }
5133       return;
5134
5135     default:
5136       break;
5137     }
5138
5139   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5140
5141   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5142   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5143     if (fmt[i] == 'e')
5144       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5145                      loop_end);
5146     else if (fmt[i] == 'E')
5147       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5148         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5149                        loop_start, loop_end);
5150 }
5151 \f
5152 /* Fill in the data about one biv update.
5153    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5154    allocated by the caller, with alloca.)
5155    INSN is the insn that sets it.
5156    DEST_REG is the biv's reg.
5157
5158    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5159    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5160    being set to INC_VAL.
5161
5162    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5163    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5164    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5165    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5166    executed exactly once per iteration.  */
5167
5168 static void
5169 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5170             not_every_iteration, maybe_multiple)
5171      struct induction *v;
5172      rtx insn;
5173      rtx dest_reg;
5174      rtx inc_val;
5175      rtx mult_val;
5176      rtx *location;
5177      int not_every_iteration;
5178      int maybe_multiple;
5179 {
5180   struct iv_class *bl;
5181
5182   v->insn = insn;
5183   v->src_reg = dest_reg;
5184   v->dest_reg = dest_reg;
5185   v->mult_val = mult_val;
5186   v->add_val = inc_val;
5187   v->location = location;
5188   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5189   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5190   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5191   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5192
5193   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5194      if this is the first incrementation of the reg.  */
5195
5196   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5197   if (bl == 0)
5198     {
5199       /* Create and initialize new iv_class.  */
5200
5201       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5202
5203       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5204       bl->biv = 0;
5205       bl->giv = 0;
5206       bl->biv_count = 0;
5207       bl->giv_count = 0;
5208
5209       /* Set initial value to the reg itself.  */
5210       bl->initial_value = dest_reg;
5211       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5212       bl->init_insn = 0;
5213       bl->init_set = 0;
5214       bl->initial_test = 0;
5215       bl->incremented = 0;
5216       bl->eliminable = 0;
5217       bl->nonneg = 0;
5218       bl->reversed = 0;
5219       bl->total_benefit = 0;
5220
5221       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5222       bl->next = loop_iv_list;
5223       loop_iv_list = bl;
5224
5225       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5226       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5227     }
5228
5229   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5230   v->next_iv = bl->biv;
5231   bl->biv = v;
5232   bl->biv_count++;
5233   if (mult_val == const1_rtx)
5234     bl->incremented = 1;
5235
5236   if (loop_dump_stream)
5237     {
5238       fprintf (loop_dump_stream,
5239                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5240                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5241       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5242         {
5243           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5244           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5245           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5246         }
5247       else
5248         {
5249           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5250           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5251           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5252         }
5253     }
5254 }
5255 \f
5256 /* Fill in the data about one giv.
5257    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5258    allocated by the caller, with alloca.)
5259    INSN is the insn that sets it.
5260    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5261    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5262    into a register or is used as a memory address.
5263
5264    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5265    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5266    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5267    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5268
5269 static void
5270 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5271             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5272      struct induction *v;
5273      rtx insn;
5274      rtx src_reg;
5275      rtx dest_reg;
5276      rtx mult_val, add_val;
5277      int benefit;
5278      enum g_types type;
5279      int not_every_iteration;
5280      rtx *location;
5281      rtx loop_start, loop_end;
5282 {
5283   struct induction *b;
5284   struct iv_class *bl;
5285   rtx set = single_set (insn);
5286
5287   v->insn = insn;
5288   v->src_reg = src_reg;
5289   v->giv_type = type;
5290   v->dest_reg = dest_reg;
5291   v->mult_val = mult_val;
5292   v->add_val = add_val;
5293   v->benefit = benefit;
5294   v->location = location;
5295   v->cant_derive = 0;
5296   v->combined_with = 0;
5297   v->maybe_multiple = 0;
5298   v->maybe_dead = 0;
5299   v->derive_adjustment = 0;
5300   v->same = 0;
5301   v->ignore = 0;
5302   v->new_reg = 0;
5303   v->final_value = 0;
5304   v->same_insn = 0;
5305   v->auto_inc_opt = 0;
5306   v->unrolled = 0;
5307   v->shared = 0;
5308   v->derived_from = 0;
5309   v->last_use = 0;
5310
5311   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5312      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5313      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5314      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5315      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5316      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5317      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5318
5319   if (type == DEST_ADDR)
5320     v->always_computable = 1;
5321   else
5322     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5323
5324   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5325
5326   if (type == DEST_ADDR)
5327     {
5328       v->mode = GET_MODE (*location);
5329       v->lifetime = 1;
5330     }
5331   else /* type == DEST_REG */
5332     {
5333       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5334
5335       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5336                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5337
5338       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5339          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5340          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5341       if (v->lifetime == 0)
5342         v->ignore = 1;
5343
5344       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5345       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5346     }
5347
5348   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5349
5350   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5351   if (bl)
5352     {
5353       v->next_iv = bl->giv;
5354       bl->giv = v;
5355       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5356          insns that calculate givs.  */
5357       if (type == DEST_REG)
5358         bl->giv_count++;
5359       bl->total_benefit += benefit;
5360     }
5361   else
5362     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5363     abort ();
5364
5365   if (type == DEST_ADDR)
5366     v->replaceable = 1;
5367   else
5368     {
5369       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5370          of the following conditions are true:
5371          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5372            on which the giv is used at all
5373            (there are two ways to deduce this:
5374             either the insn is executed on every iteration,
5375             or all uses follow that insn in the same basic block),
5376          - the giv is not used outside the loop
5377          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5378
5379       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5380           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5381           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5382           && (! not_every_iteration
5383               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5384         {
5385           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5386              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5387
5388           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5389              and last use of the giv.
5390              
5391              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5392              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5393              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5394              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5395              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5396              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5397              using this biv anyways.  */
5398
5399           v->replaceable = 1;
5400           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5401             {
5402               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5403                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5404                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5405                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5406                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5407                 {
5408                   v->replaceable = 0;
5409                   v->not_replaceable = 1;
5410                   break;
5411                 }
5412             }
5413
5414           /* If there are any backwards branches that go from after the
5415              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5416           if (v->replaceable)
5417             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5418               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5419                 {
5420                   v->replaceable = 0;
5421                   v->not_replaceable = 1;
5422                   break;
5423                 }
5424         }
5425       else
5426         {
5427           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5428              decide.  */
5429           v->replaceable = 0;
5430           v->not_replaceable = 0;
5431         }
5432     }
5433
5434   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5435      combine_givs.  */
5436   {
5437     rtx tem = add_val;
5438
5439     v->no_const_addval = 1;
5440     if (tem == const0_rtx)
5441       ;
5442     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5443       v->no_const_addval = 0;
5444     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5445       {
5446         while (1)
5447           {
5448             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5449               tem = XEXP (tem, 0);
5450             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5451               tem = XEXP (tem, 1);
5452             else
5453               break;
5454           }
5455         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5456           v->no_const_addval = 0;
5457       }
5458   }
5459
5460   if (loop_dump_stream)
5461     {
5462       if (type == DEST_REG)
5463         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5464                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5465       else
5466         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5467                  INSN_UID (insn));
5468
5469       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5470                REGNO (src_reg), v->benefit);
5471       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5472                v->lifetime);
5473
5474       if (v->replaceable)
5475         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5476
5477       if (v->no_const_addval)
5478         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5479
5480       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5481         {
5482           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5483           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5484         }
5485       else
5486         {
5487           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5488           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5489         }
5490
5491       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5492         {
5493           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5494           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5495         }
5496       else
5497         {
5498           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5499           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5500         }
5501     }
5502
5503   if (loop_dump_stream)
5504     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5505
5506 }
5507
5508
5509 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5510    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5511    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5512    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5513    have been identified.  */
5514
5515 static void
5516 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5517      struct induction *v;
5518      rtx loop_start, loop_end;
5519      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5520 {
5521   struct iv_class *bl;
5522   rtx final_value = 0;
5523
5524   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5525
5526   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5527      replaceable above in record_giv.  */
5528
5529   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5530      of the following conditions are true:
5531      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5532        on which the giv is used at all
5533        (there are two ways to deduce this:
5534         either the insn is executed on every iteration,
5535         or all uses follow that insn in the same basic block),
5536      - its final value can be calculated (this condition is different
5537        than the one above in record_giv)
5538      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5539
5540 #if 0
5541   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5542   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5543   v->replaceable = 0;
5544 #endif
5545
5546   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5547       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5548     {
5549       int biv_increment_seen = 0;
5550       rtx p = v->insn;
5551       rtx last_giv_use;
5552
5553       v->replaceable = 1;
5554
5555       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5556          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5557          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5558          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5559
5560       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5561          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5562          that sets the giv, and search around the loop until we come
5563          back to that insn again.
5564
5565          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5566          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5567          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5568          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5569          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5570          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5571          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5572
5573       last_giv_use = v->insn;
5574
5575       while (1)
5576         {
5577           p = NEXT_INSN (p);
5578           if (p == loop_end)
5579             p = NEXT_INSN (loop_start);
5580           if (p == v->insn)
5581             break;
5582
5583           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5584               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5585             {
5586               if (biv_increment_seen)
5587                 {
5588                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5589                     {
5590                       v->replaceable = 0;
5591                       v->not_replaceable = 1;
5592                       break;
5593                     }
5594                 }
5595               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5596                 biv_increment_seen = 1;
5597               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5598                 last_giv_use = p;
5599             }
5600         }
5601       
5602       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5603          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5604          replaceable.  */
5605
5606       if (v->replaceable)
5607         {
5608           p = v->insn;
5609           while (1)
5610             {
5611               p = NEXT_INSN (p);
5612               if (p == loop_end)
5613                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5614               if (p == last_giv_use)
5615                 break;
5616
5617               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5618                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5619                   && ((INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop)
5620                       || (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
5621                       || (INSN_UID (last_giv_use) >= max_uid_for_loop)
5622                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
5623                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
5624                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
5625                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
5626                 {
5627                   v->replaceable = 0;
5628                   v->not_replaceable = 1;
5629
5630                   if (loop_dump_stream)
5631                     fprintf (loop_dump_stream,
5632                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5633
5634                   break;
5635                 }
5636             }
5637         }
5638
5639       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5640       if (v->replaceable)
5641         v->final_value = final_value;
5642     }
5643
5644   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5645     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5646              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5647 }
5648 \f
5649 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5650
5651    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5652    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5653    another giv.
5654
5655    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5656    derive another giv once a label has been passed.
5657
5658    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5659
5660 static void
5661 update_giv_derive (p)
5662      rtx p;
5663 {
5664   struct iv_class *bl;
5665   struct induction *biv, *giv;
5666   rtx tem;
5667   int dummy;
5668
5669   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5670
5671      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5672      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5673      derive any givs after a label is passed.
5674
5675      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5676      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5677      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5678      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5679      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5680      sub-cases within this case.
5681
5682      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5683      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5684      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5685      this extra tracking doesn't seem worth it).
5686
5687      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5688      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5689      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5690      on the jump again here.
5691
5692      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5693      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5694      the giv cannot derive further givs.  */
5695
5696   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5697     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5698       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5699           || biv->insn == p)
5700         {
5701           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5702             {
5703               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5704                  checking all of these conditions again.  */
5705               if (giv->cant_derive)
5706                 continue;
5707
5708               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5709                  it cannot derive anything.  */
5710               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5711                 giv->cant_derive = 1;
5712
5713               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5714                  they are really invariants.  Also skip those that are
5715                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5716                  any biv update.  */
5717               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5718                 continue;
5719
5720               /* The only way we can allow this giv to derive another
5721                  is if this is a biv increment and we can form the product
5722                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5723                  be able to compute a compensation.  */
5724               else if (biv->insn == p)
5725                 {
5726                   tem = 0;
5727
5728                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5729                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5730                                                            biv->add_val,
5731                                                            giv->mult_val),
5732                                              &dummy);
5733
5734                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5735                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5736                                                            giv->derive_adjustment),
5737                                              &dummy);
5738                   if (tem)
5739                     giv->derive_adjustment = tem;
5740                   else
5741                     giv->cant_derive = 1;
5742                 }
5743               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5744                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5745                 giv->cant_derive = 1;
5746             }
5747         }
5748 }
5749 \f
5750 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5751    X is the source of insn P, or a part of it.
5752    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5753
5754    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5755    We accept patterns of these forms:
5756      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5757      REG = INVARIANT + REG
5758
5759    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5760    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5761    we found the additive term into *LOCATION.
5762
5763    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5764    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5765
5766    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5767    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5768    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5769    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5770    into the variable.
5771
5772    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5773    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5774    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5775    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5776
5777    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5778    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5779    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5780    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
5781    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5782    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5783    not ZERO_EXTEND.
5784
5785    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5786
5787 static int
5788 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5789      register rtx x;
5790      enum machine_mode mode;
5791      rtx p;
5792      rtx dest_reg;
5793      rtx *inc_val;
5794      rtx *mult_val;
5795      rtx **location;
5796 {
5797   register enum rtx_code code;
5798   rtx *argp, arg;
5799   rtx insn, set = 0;
5800
5801   code = GET_CODE (x);
5802   switch (code)
5803     {
5804     case PLUS:
5805       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5806           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5807               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5808               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5809         {
5810           argp = &XEXP (x, 1);
5811         }
5812       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5813                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5814                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5815                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5816         {
5817           argp = &XEXP (x, 0);
5818         }
5819       else
5820         return 0;
5821
5822       arg = *argp;
5823       if (invariant_p (arg) != 1)
5824         return 0;
5825
5826       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5827       *mult_val = const1_rtx;
5828       *location = argp;
5829       return 1;
5830
5831     case SUBREG:
5832       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5833          value.  */
5834       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5835         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5836                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5837       return 0;
5838
5839     case REG:
5840       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5841          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5842
5843       insn = p;
5844       while (1)
5845         {
5846           do {
5847             insn = PREV_INSN (insn);
5848           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5849                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5850
5851           if (!insn)
5852             break;
5853           set = single_set (insn);
5854           if (set == 0)
5855             break;
5856
5857           if ((SET_DEST (set) == x
5858                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5859                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5860                        <= UNITS_PER_WORD)
5861                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5862               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5863                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5864                                        ? GET_MODE (x)
5865                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5866                                       dest_reg, insn,
5867                                       inc_val, mult_val, location))
5868             return 1;
5869         }
5870       /* ... fall through ...  */
5871
5872       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5873          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5874          as a biv of the outer loop,
5875          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5876     case MEM:
5877       if (invariant_p (x) != 1)
5878         return 0;
5879     case CONST_INT:
5880     case SYMBOL_REF:
5881     case CONST:
5882       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5883          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5884          would be a useful iterator anyways.  */
5885       if (loops_enclosed == 1
5886           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5887           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5888         {
5889           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5890           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5891           *mult_val = const0_rtx;
5892           return 1;
5893         }
5894       else
5895         return 0;
5896
5897     case SIGN_EXTEND:
5898       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5899                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5900
5901     case ASHIFTRT:
5902       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5903       for (insn = PREV_INSN (p);
5904            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5905             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5906            insn = PREV_INSN (insn))
5907         ;
5908
5909       if (insn)
5910         set = single_set (insn);
5911
5912       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5913           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5914           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5915           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5916           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5917         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5918                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5919                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
5920                                     location);
5921       return 0;
5922
5923     default:
5924       return 0;
5925     }
5926 }
5927 \f
5928 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5929    function   of a basic induction variable,
5930    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5931    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5932    A giv need not be computed directly from the biv;
5933    it can be computed by way of other givs.  */
5934
5935 /* Determine whether X computes a giv.
5936    If it does, return a nonzero value
5937      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5938    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5939    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5940      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5941
5942 static int
5943 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
5944      rtx x;
5945      rtx *src_reg;
5946      rtx *add_val;
5947      rtx *mult_val;
5948      int is_addr;
5949      int *pbenefit;
5950 {
5951   rtx orig_x = x;
5952   char *storage;
5953
5954   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5955   if (invariant_p (x) == 1)
5956     return 0;
5957
5958   /* See if the expression could be a giv and get its form.
5959      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
5960   storage = (char *) oballoc (0);
5961   *pbenefit = 0;
5962   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
5963   if (x == 0)
5964     {
5965       obfree (storage);
5966       return 0;
5967     }
5968
5969   switch (GET_CODE (x))
5970     {
5971     case USE:
5972     case CONST_INT:
5973       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
5974          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
5975          with.  */
5976       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
5977       *mult_val = const0_rtx;
5978       *add_val = x;
5979       break;
5980
5981     case REG:
5982       /* This is equivalent to a BIV.  */
5983       *src_reg = x;
5984       *mult_val = const1_rtx;
5985       *add_val = const0_rtx;
5986       break;
5987
5988     case PLUS:
5989       /* Either (plus (biv) (invar)) or
5990          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
5991       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
5992         {
5993           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
5994           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
5995         }
5996       else
5997         {
5998           *src_reg = XEXP (x, 0);
5999           *mult_val = const1_rtx;
6000         }
6001       *add_val = XEXP (x, 1);
6002       break;
6003
6004     case MULT:
6005       /* ADD_VAL is zero.  */
6006       *src_reg = XEXP (x, 0);
6007       *mult_val = XEXP (x, 1);
6008       *add_val = const0_rtx;
6009       break;
6010
6011     default:
6012       abort ();
6013     }
6014
6015   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6016      unless they are CONST_INT).  */
6017   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6018     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6019   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6020     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6021
6022   if (is_addr)
6023     {
6024 #ifdef ADDRESS_COST
6025       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6026 #else
6027       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6028 #endif
6029     }
6030   else
6031     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6032
6033   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6034      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination  
6035      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */                
6036   return 1;                                                             
6037 }
6038 \f
6039 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6040    We will canonicalize it to be of the form
6041         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6042               (invar_2))
6043    with possible degeneracies.
6044
6045    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6046    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6047    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6048    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6049
6050    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6051    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6052    returns 0.
6053
6054    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6055    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
6056
6057    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6058
6059 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6060 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6061
6062 static rtx
6063 simplify_giv_expr (x, benefit)
6064      rtx x;
6065      int *benefit;
6066 {
6067   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6068   rtx arg0, arg1;
6069   rtx tem;
6070
6071   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6072      mode, this can't be a giv.  */
6073   if (mode != VOIDmode
6074       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6075           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6076     return NULL_RTX;
6077
6078   switch (GET_CODE (x))
6079     {
6080     case PLUS:
6081       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6082       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6083       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6084         return NULL_RTX;
6085
6086       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6087       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6088            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6089           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6090                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6091                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6092         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6093
6094       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6095       if (arg1 == const0_rtx)
6096         return arg0;
6097       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6098         switch (GET_CODE (arg0))
6099           {
6100           case CONST_INT:
6101           case USE:
6102             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6103                addition operation inside a USE and return it.  */
6104             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6105               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6106             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6107               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6108
6109             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6110               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6111             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6112               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6113             else
6114               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6115
6116             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6117               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6118             return tem;
6119
6120           case REG:
6121           case MULT:
6122             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6123             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6124
6125           case PLUS:
6126             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6127             return simplify_giv_expr (
6128                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6129                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6130                 benefit);
6131
6132           default:
6133             abort ();
6134           }
6135
6136       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6137          MULT to reduce cases.  */
6138       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6139         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6140       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6141         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6142
6143       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6144          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6145          Recurse to associate the second PLUS.  */
6146       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6147         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6148
6149       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6150           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6151                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6152                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6153                                                   XEXP (arg1, 1)),
6154                                     benefit);
6155
6156       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6157       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6158         return NULL_RTX;
6159
6160       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6161         return NULL_RTX;
6162
6163       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6164                                               XEXP (arg0, 0),
6165                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6166                                                             XEXP (arg0, 1),
6167                                                             XEXP (arg1, 1))),
6168                                 benefit);
6169
6170     case MINUS:
6171       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6172       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6173                                               XEXP (x, 0),
6174                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6175                                                             constm1_rtx)),
6176                                 benefit);
6177
6178     case MULT:
6179       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6180       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6181       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6182         return NULL_RTX;
6183
6184       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6185       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6186           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6187         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6188
6189       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6190       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6191         return NULL_RTX;
6192
6193       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6194       if (arg1 == const0_rtx)
6195         return const0_rtx;
6196
6197       else if (arg1 == const1_rtx)
6198         return arg0;
6199
6200       switch (GET_CODE (arg0))
6201         {
6202         case REG:
6203           /* biv * invar.  Done.  */
6204           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6205
6206         case CONST_INT:
6207           /* Product of two constants.  */
6208           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6209
6210         case USE:
6211           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will 
6212              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6213           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6214             return NULL_RTX;
6215
6216           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6217           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6218             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6219           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6220                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6221                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6222             {
6223               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0), 
6224                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6225                                            * INTVAL (arg1)));
6226             }
6227           else
6228             return NULL_RTX;
6229           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6230
6231         case MULT:
6232           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6233           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6234                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6235                                                                 XEXP (arg0, 1),
6236                                                                 arg1)),
6237                                     benefit);
6238
6239         case PLUS:
6240           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6241           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6242                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6243                                                                 XEXP (arg0, 0),
6244                                                                 arg1),
6245                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6246                                                                 XEXP (arg0, 1),
6247                                                                 arg1)),
6248                                     benefit);
6249
6250         default:
6251           abort ();
6252         }
6253
6254     case ASHIFT:
6255       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6256       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6257         return 0;
6258
6259       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6260                                               XEXP (x, 0),
6261                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6262                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6263                                 benefit);
6264
6265     case NEG:
6266       /* "-a" is "a * (-1)" */
6267       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6268                                 benefit);
6269
6270     case NOT:
6271       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6272       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6273                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6274                                                const1_rtx),
6275                                 benefit);
6276
6277     case USE:
6278       /* Already in proper form for invariant.  */
6279       return x;
6280
6281     case REG:
6282       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6283       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6284         return 0;
6285
6286       /* Check for biv or giv.  */
6287       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6288         {
6289         case BASIC_INDUCT:
6290           return x;
6291         case GENERAL_INDUCT:
6292           {
6293             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6294
6295             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6296                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6297             *benefit += v->benefit;
6298             if (v->cant_derive)
6299               return 0;
6300
6301             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6302                                                     v->mult_val),
6303                            v->add_val);
6304             if (v->derive_adjustment)
6305               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6306             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6307           }
6308
6309         default:
6310           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6311              may be able to simplify things further by looking through
6312              the bits we just moved outside the loop.  */
6313           if (invariant_p (x) == 1)
6314             {
6315               struct movable *m;
6316
6317               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6318                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6319                   {
6320                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6321
6322                     /* If we match another movable, we must use that, as 
6323                        this one is going away.  */
6324                     if (m->match)
6325                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6326
6327                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6328                        instructions that were moved together.  We handle this
6329                        case only to the point of seeking to the last insn and
6330                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6331                     if (m->consec != 0)
6332                       {
6333                         int i = m->consec;
6334                         tem = m->insn;
6335                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6336
6337                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6338                         if (tem)
6339                           tem = XEXP (tem, 0);
6340                       }
6341                     else
6342                       {
6343                         tem = single_set (m->insn);
6344                         if (tem)
6345                           tem = SET_SRC (tem);
6346                       }
6347
6348                     if (tem)
6349                       {
6350                         /* What we are most interested in is pointer
6351                            arithmetic on invariants -- only take
6352                            patterns we may be able to do something with.  */
6353                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6354                             || GET_CODE (tem) == MULT
6355                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6356                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6357                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6358                           {
6359                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6360                             if (tem)
6361                               return tem;
6362                           }
6363                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6364                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6365                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6366                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6367                           {
6368                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6369                             if (tem)
6370                               return tem;
6371                           }
6372                       }
6373                     break;
6374                   }
6375             }
6376           break;
6377         }
6378
6379       /* Fall through to general case.  */
6380     default:
6381       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6382          Otherwise, not giv.  */
6383       if (GET_CODE (x) == USE)
6384         x = XEXP (x, 0);
6385
6386       if (invariant_p (x) == 1)
6387         {
6388           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6389             return x;
6390           if (GET_CODE (x) == CONST
6391               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6392               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6393               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6394             x = XEXP (x, 0);
6395           return gen_rtx_USE (mode, x);
6396         }
6397       else
6398         return 0;
6399     }
6400 }
6401
6402 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6403    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6404
6405 static rtx
6406 sge_plus_constant (x, c)
6407      rtx x, c;
6408 {
6409   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6410     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6411   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6412     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6413   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6414     {
6415       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6416                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6417     }
6418   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6419            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6420     {
6421       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6422                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6423     }
6424   else
6425     {
6426       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6427                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6428     }
6429 }
6430
6431 static rtx
6432 sge_plus (mode, x, y)
6433      enum machine_mode mode;
6434      rtx x, y;
6435 {
6436   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6437     {
6438       rtx a = XEXP (y, 0);
6439       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6440         x = sge_plus_constant (x, a);
6441       else
6442         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6443       y = XEXP (y, 1);
6444     }
6445   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6446     x = sge_plus_constant (x, y);
6447   else
6448     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6449   return x;
6450 }
6451 \f
6452 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6453    for example,
6454       giv = biv * M
6455       giv = giv + A
6456    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6457    we check that all other insns that set the same register follow
6458    immediately after P, that they alter nothing else,
6459    and that the result of the last is still a giv.
6460
6461    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6462    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6463    all the consecutive insns that compute the value.
6464
6465    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6466    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6467
6468    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6469    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6470
6471 static int
6472 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6473                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6474      int first_benefit;
6475      rtx p;
6476      rtx src_reg;
6477      rtx dest_reg;
6478      rtx *add_val;
6479      rtx *mult_val;
6480      rtx *last_consec_insn;
6481 {
6482   int count;
6483   enum rtx_code code;
6484   int benefit;
6485   rtx temp;
6486   rtx set;
6487
6488   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6489      each insn of the multi-insn sequence. 
6490
6491      This induction structure will be used only by the call to
6492      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6493      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6494      a new induction structure.  */
6495   struct induction *v
6496     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6497   v->src_reg = src_reg;
6498   v->mult_val = *mult_val;
6499   v->add_val = *add_val;
6500   v->benefit = first_benefit;
6501   v->cant_derive = 0;
6502   v->derive_adjustment = 0;
6503
6504   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6505   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6506
6507   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6508
6509   while (count > 0)
6510     {
6511       p = NEXT_INSN (p);
6512       code = GET_CODE (p);
6513
6514       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6515       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6516         p = XEXP (temp, 0);
6517
6518       if (code == INSN
6519           && (set = single_set (p))
6520           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6521           && SET_DEST (set) == dest_reg
6522           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6523                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6524               /* Giv created by equivalent expression.  */
6525               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6526                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6527                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6528           && src_reg == v->src_reg)
6529         {
6530           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6531             benefit += libcall_benefit (p);
6532
6533           count--;
6534           v->mult_val = *mult_val;
6535           v->add_val = *add_val;
6536           v->benefit = benefit;
6537         }
6538       else if (code != NOTE)
6539         {
6540           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6541              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6542              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6543           if (code == INSN
6544               && (set = single_set (p))
6545               && SET_DEST (set) != dest_reg
6546               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6547             continue;
6548
6549           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6550           return 0;
6551         }
6552     }
6553
6554   *last_consec_insn = p;
6555   return v->benefit;
6556 }
6557 \f
6558 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6559    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6560    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
6561
6562    To perform the computation, we note that
6563         G1 = x * v + a          and
6564         G2 = y * v + b
6565    where `v' is the biv.
6566
6567    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6568
6569    Note that MULT = y/x.
6570
6571    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6572    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6573    subtracting variables.  */
6574
6575 static rtx
6576 express_from_1 (a, b, mult)
6577      rtx a, b, mult;
6578 {
6579   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6580
6581   if (mult == const0_rtx)
6582     return b;
6583
6584   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6585      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6586      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6587      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6588
6589   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6590     return NULL_RTX;
6591
6592   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6593      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6594      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6595      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6596      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6597
6598   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6599     {
6600       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6601
6602       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6603       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6604         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6605
6606       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6607       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6608         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6609
6610       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6611         /* We matched: remove one reg completely.  */
6612         a = oa, b = ob;
6613       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6614         /* An alternate match.  */
6615         a = oa, b = rb;
6616       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6617         /* An alternate match.  */
6618         a = ra, b = ob;
6619       else
6620         {
6621           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and 
6622              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6623           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6624           if (ob == NULL_RTX)
6625             return NULL_RTX;
6626           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6627         }
6628     }
6629
6630   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6631      get rid of everything but a constant.  */
6632
6633   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6634     {
6635       rtx ra, oa;
6636
6637       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6638       if (rtx_equal_p (oa, b))
6639         oa = ra;
6640       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6641         return NULL_RTX;
6642
6643       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6644         return NULL_RTX;
6645
6646       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6647     }
6648   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6649     {
6650       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6651     }
6652   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6653     {
6654       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6655         return XEXP (b, 1);
6656       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6657         return XEXP (b, 0);
6658       else
6659         return NULL_RTX;
6660     }
6661   else if (rtx_equal_p (a, b))
6662     return const0_rtx;
6663
6664   return NULL_RTX;
6665 }
6666
6667 rtx
6668 express_from (g1, g2)
6669      struct induction *g1, *g2;
6670 {
6671   rtx mult, add;
6672
6673   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6674      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6675      for notation) is also an integer.  */
6676   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6677       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6678     {
6679       if (g1->mult_val == const0_rtx
6680           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6681         return NULL_RTX;
6682       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6683     }
6684   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6685     mult = const1_rtx;
6686   else
6687     {
6688       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6689       return NULL_RTX;
6690     }
6691
6692   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6693   if (add == NULL_RTX)
6694     return NULL_RTX;
6695
6696   /* Form simplified final result.  */
6697   if (mult == const0_rtx)
6698     return add;
6699   else if (mult == const1_rtx)
6700     mult = g1->dest_reg;
6701   else
6702     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6703
6704   if (add == const0_rtx)
6705     return mult;
6706   else
6707     {
6708       if (GET_CODE (add) == PLUS
6709           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6710         {
6711           rtx tem = XEXP (add, 1);
6712           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6713           add = tem;
6714         }
6715       
6716       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6717     }
6718   
6719 }
6720 \f
6721 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6722    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6723    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6724    used to represent G1.  */
6725
6726 static rtx
6727 combine_givs_p (g1, g2)
6728      struct induction *g1, *g2;
6729 {
6730   rtx tem = express_from (g1, g2);
6731
6732   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6733      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6734      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6735   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6736      combination to be the other way round.  */
6737   if (tem == g1->dest_reg
6738       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6739     {
6740       return g1->dest_reg;
6741     }
6742
6743   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6744      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6745      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6746   if (tem != NULL_RTX
6747       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6748       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6749       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6750          will always be a register, and so anything more complicated
6751          gets discarded.  */
6752 #if 0
6753 #ifdef ADDRESS_COST
6754       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6755 #else
6756       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6757 #endif
6758 #endif
6759       )
6760     {
6761       return tem;
6762     }
6763
6764   return NULL_RTX;
6765 }
6766 \f
6767 struct combine_givs_stats
6768 {
6769   int giv_number;
6770   int total_benefit;
6771 };
6772
6773 static int
6774 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6775      struct combine_givs_stats *x, *y;
6776 {
6777   int d;
6778   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6779   /* Stabilize the sort.  */
6780   if (!d)
6781     d = x->giv_number - y->giv_number;
6782   return d;
6783 }
6784
6785 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6786    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6787    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6788    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6789
6790 static void
6791 combine_givs (bl)
6792      struct iv_class *bl;
6793 {
6794   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6795   const int extra_benefit = 3;
6796
6797   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6798   int i, j, k, giv_count;
6799   struct combine_givs_stats *stats;
6800   rtx *can_combine;
6801
6802   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6803   giv_count = 0;
6804   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6805     if (!g1->ignore)
6806       giv_count++;
6807
6808   giv_array
6809     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6810   i = 0;
6811   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6812     if (!g1->ignore)
6813       giv_array[i++] = g1;
6814
6815   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6816   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6817
6818   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6819   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6820
6821   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6822     {
6823       int this_benefit;
6824       rtx single_use;
6825
6826       g1 = giv_array[i];
6827       stats[i].giv_number = i;
6828
6829       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6830          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6831          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6832          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with 
6833          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6834          be seen elsewhere as well.  */
6835       if (g1->giv_type == DEST_REG
6836           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6837           && single_use != const0_rtx)
6838         continue;
6839
6840       this_benefit = g1->benefit;
6841       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6842       if (g1->no_const_addval)
6843         this_benefit += 1;
6844
6845       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6846         {
6847           rtx this_combine;
6848
6849           g2 = giv_array[j];
6850           if (g1 != g2
6851               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6852             {
6853               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6854               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6855             }
6856         }
6857       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6858     }
6859
6860   /* Iterate, combining until we can't.  */
6861 restart:
6862   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6863
6864   if (loop_dump_stream)
6865     {
6866       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6867       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6868         {
6869           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6870           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6871             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}", 
6872                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6873                      stats[k].total_benefit);
6874         }
6875       putc ('\n', loop_dump_stream);
6876     }
6877
6878   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6879     {
6880       int g1_add_benefit = 0;
6881
6882       i = stats[k].giv_number;
6883       g1 = giv_array[i];
6884
6885       /* If it has already been combined, skip.  */
6886       if (g1->combined_with || g1->same)
6887         continue;
6888
6889       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6890         {
6891           g2 = giv_array[j];
6892           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6893               /* If it has already been combined, skip.  */
6894               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6895             {
6896               int l;
6897
6898               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6899               g2->same = g1;
6900               g1->combined_with++;
6901               g1->lifetime += g2->lifetime;
6902
6903               g1_add_benefit += g2->benefit;
6904
6905               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6906                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6907                  longer be necessary.  */
6908               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6909                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6910                 
6911               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6912                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6913               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6914                 {
6915                   int m = stats[l].giv_number;
6916                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6917                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
6918                 }
6919
6920               if (loop_dump_stream)
6921                 fprintf (loop_dump_stream,
6922                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6923                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6924             }
6925         }
6926
6927       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6928          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6929       if (g1->combined_with)
6930         {
6931           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
6932             {
6933               int m = stats[j].giv_number;
6934               if (can_combine[m*giv_count + j])
6935                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
6936             }
6937
6938           g1->benefit += g1_add_benefit;
6939
6940           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
6941              Restart the combination so that proper weights for the 
6942              rest of the givs are properly taken into account.  */
6943           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
6944              as to not cover old ground.  But sanely compacting
6945              can_combine is tricky.  */
6946           goto restart;
6947         }
6948     }
6949 }
6950 \f
6951 struct recombine_givs_stats
6952 {
6953   int giv_number;
6954   int start_luid, end_luid;
6955 };
6956
6957 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
6958    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
6959    used in reverse.  */
6960 static int
6961 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
6962      struct recombine_givs_stats *x, *y;
6963 {
6964   int d;
6965   d = y->start_luid - x->start_luid;
6966   /* Stabilize the sort.  */
6967   if (!d)
6968     d = y->giv_number - x->giv_number;
6969   return d;
6970 }
6971
6972 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
6973    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
6974    yet to unlock the search for the end of its life.
6975    Only consider givs that belong to BIV.
6976    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
6977 static int
6978 find_life_end (x, stats, insn, biv)
6979      rtx x, insn, biv;
6980      struct recombine_givs_stats *stats;
6981 {
6982   enum rtx_code code;
6983   char *fmt;
6984   int i, j;
6985   int retval;
6986
6987   code = GET_CODE (x);
6988   switch (code)
6989     {
6990     case SET:
6991       {
6992         rtx reg = SET_DEST (x);
6993         if (GET_CODE (reg) == REG)
6994           {
6995             int regno = REGNO (reg);
6996             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
6997
6998             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
6999                 && ! v->ignore
7000                 && v->src_reg == biv
7001                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7002               {
7003                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7004                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7005                    We must not predicate this code on a start_luid match
7006                    since that would make the test fail for givs that have
7007                    been hoisted out of inner loops.  */
7008                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7009                   {
7010                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7011                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7012                   }
7013                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7014                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7015               }
7016             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7017           }
7018         break;
7019       }
7020     case REG:
7021       {
7022         int regno = REGNO (x);
7023         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7024
7025         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7026             && ! v->ignore
7027             && v->src_reg == biv
7028             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7029           {
7030             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7031               insn = NEXT_INSN (insn);
7032             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7033             return 1;
7034           }
7035         return 0;
7036       }
7037     case LABEL_REF:
7038     case CONST_DOUBLE:
7039     case CONST_INT:
7040     case CONST:
7041       return 0;
7042     default:
7043       break;
7044     }
7045   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7046   retval = 0;
7047   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7048     {
7049       if (fmt[i] == 'e')
7050         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7051
7052       else if (fmt[i] == 'E')
7053         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7054           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7055     }
7056   return retval;
7057 }
7058
7059 /* For each giv that has been combined with another, look if
7060    we can combine it with the most recently used one instead.
7061    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7062    try to derive givs from other givs.  */
7063 static void
7064 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7065      struct iv_class *bl;
7066      rtx loop_start, loop_end;
7067      int unroll_p;
7068 {
7069   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7070   struct recombine_givs_stats *stats;
7071   int giv_count;
7072   int i, rescan;
7073   int ends_need_computing;
7074
7075   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7076     {
7077       if (! v->ignore)
7078         giv_count++;
7079     }
7080   giv_array
7081     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7082   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7083
7084   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7085      the corresponding index into stats.  */
7086   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7087     {
7088       rtx p;
7089
7090       if (v->ignore)
7091         continue;
7092       giv_array[i] = v;
7093       stats[i].giv_number = i;
7094       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7095          the previous insn.  */
7096       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7097         p = PREV_INSN (p);
7098       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7099       v->ix = i;
7100       i++;
7101     }
7102
7103   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7104
7105   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7106   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7107     {
7108       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7109       if (v->same)
7110         {
7111           struct induction *old_same = v->same;
7112           rtx new_combine;
7113
7114           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7115              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7116              that could otherwise be eliminated.  */
7117           if (last_giv
7118               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7119                   || ! last_giv->maybe_dead
7120                   || last_giv->combined_with)
7121               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7122             {
7123               old_same->combined_with--;
7124               v->new_reg = new_combine;
7125               v->same = last_giv;
7126               last_giv->combined_with++;
7127               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7128                  already decided what to reduce.  */
7129
7130               if (loop_dump_stream)
7131                 {
7132                   fprintf (loop_dump_stream,
7133                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7134                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7135                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7136                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7137                 }
7138               continue;
7139             }
7140           v = v->same;
7141         }
7142       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7143         continue;
7144       if (! last_giv
7145           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7146           || ! v->maybe_dead
7147           || v->combined_with)
7148         last_giv = v;
7149     }
7150
7151   ends_need_computing = 0;
7152   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7153      lifetime ends from regscan info.  */
7154   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7155     {
7156       if (v->ignore)
7157         continue;
7158       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7159         {
7160           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7161              givs.  */
7162           rtx p;
7163           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7164             p = PREV_INSN (p);
7165           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7166           if (p != v->insn)
7167             stats[i].end_luid++;
7168         }
7169       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7170         {
7171           if (v->last_use)
7172             {
7173               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7174               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7175             }
7176           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7177             {
7178               rtx p;
7179               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7180                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7181                  when we see the first set.  But we do know that there will
7182                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7183                  we'll start looking for the last use right away.  */
7184               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7185                 p = PREV_INSN (p);
7186               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7187               stats[i].end_luid = 0;
7188               ends_need_computing++;
7189             }
7190           else
7191             {
7192               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7193               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7194               rtx p = v->insn;
7195
7196               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7197                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7198                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7199                  last use properly.  */
7200               while (count)
7201                 {
7202                   p = prev_nonnote_insn (p);
7203                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7204                   count--;
7205                 }
7206
7207               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7208               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7209                 {
7210                   stats[i].end_luid = -1;
7211                   ends_need_computing++;
7212                 }
7213               else
7214                 {
7215                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7216                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7217                     {
7218                       stats[i].end_luid = -1;
7219                       ends_need_computing++;
7220                     }
7221                 }
7222             }
7223         }
7224       i++;
7225     }
7226
7227   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7228      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7229   if (ends_need_computing)
7230     {
7231       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7232       rtx p = loop_end;
7233
7234       do
7235         {
7236           if (p == loop_start)
7237             p = loop_end;
7238           p = PREV_INSN (p);
7239           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7240             continue;
7241           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7242         }
7243       while (ends_need_computing);
7244     }
7245
7246   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7247      more combinations.  */
7248   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7249     {
7250       if (v->ignore)
7251         continue;
7252       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7253         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7254       i++;
7255     }
7256
7257   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7258   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7259     {
7260       unsigned luid;
7261       int j;
7262
7263       if (v->ignore)
7264         continue;
7265       if (v->same && ! v->same->ignore)
7266         {
7267           j = v->same->ix;
7268           luid = stats[i].start_luid;
7269           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7270           if (luid - stats[j].start_luid
7271               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7272             stats[j].end_luid = luid;
7273         }
7274       i++;
7275     }
7276
7277   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7278
7279   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7280      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7281      pressure.
7282      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7283      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7284      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7285      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7286      index for this giv (unless rescan is already set).
7287      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7288      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7289      LAST_GIV.  */
7290   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7291     {
7292       int life_start, life_end;
7293
7294       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7295         {
7296           rtx sum;
7297
7298           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7299           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7300             continue;
7301           if (! last_giv)
7302             {
7303               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7304                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7305               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7306                 {
7307                   last_giv = v;
7308                   life_start = stats[i].start_luid;
7309                   life_end = stats[i].end_luid;
7310                 }
7311               continue;
7312             }
7313           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7314           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7315                >= (unsigned) life_end - life_start)
7316               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7317                   > (unsigned) life_end - life_start)
7318               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7319                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7320                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7321                   pressure.
7322                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7323               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7324                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7325               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7326               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7327               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7328               /* We would really like to know if for any giv that v
7329                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7330                  dominates that combined giv.  However, we
7331                  don't have this detailed control flow information.
7332                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7333                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7334                  validity of last_giv.
7335                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7336                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7337                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7338                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7339               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7340               && (sum = express_from (last_giv, v))
7341               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7342                  doesn't take different costs of registers and constants into
7343                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7344               && (rtx_cost (sum, SET)
7345                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7346               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7347                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7348               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7349                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7350                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7351                   || ! unroll_p)
7352               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7353                                   gen_rtx_SET (GET_MODE (v->dest_reg),
7354                                                v->dest_reg, sum), 0))
7355             {
7356               v->derived_from = last_giv;
7357               v->new_reg = v->dest_reg;
7358               life_end = stats[i].end_luid;
7359
7360               if (loop_dump_stream)
7361                 {
7362                   fprintf (loop_dump_stream,
7363                            "giv at %d derived from %d as ",
7364                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7365                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7366                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7367                 }
7368             }
7369           else if (rescan < 0)
7370             rescan = i;
7371         }
7372     }
7373 }
7374 \f
7375 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7376
7377 void
7378 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7379      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7380      rtx m;          /* multiplicative constant */
7381      rtx a;          /* additive constant */
7382      rtx reg;        /* destination register */
7383      rtx insert_before;
7384 {
7385   rtx seq;
7386   rtx result;
7387
7388   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7389   a = copy_rtx (a);
7390   b = copy_rtx (b);
7391
7392   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7393   update_reg_last_use (a, insert_before);
7394   update_reg_last_use (b, insert_before);
7395   update_reg_last_use (m, insert_before);
7396
7397   start_sequence ();
7398   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7399   if (reg != result)
7400     emit_move_insn (reg, result);
7401   seq = gen_sequence ();
7402   end_sequence ();
7403
7404   emit_insn_before (seq, insert_before);
7405
7406   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new 
7407      registers.  Iterate over the sequence we just created and 
7408      record them all.  */
7409
7410   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7411     {
7412       int i;
7413       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7414         {
7415           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7416           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7417             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7418         }
7419     }
7420   else if (GET_CODE (seq) == SET
7421            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7422     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7423 }
7424 \f
7425 /* Test whether A * B can be computed without
7426    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7427
7428 static int
7429 product_cheap_p (a, b)
7430      rtx a;
7431      rtx b;
7432 {
7433   int i;
7434   rtx tmp;
7435   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7436   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7437   int win = 1;
7438
7439   /* If only one is constant, make it B.  */
7440   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7441     tmp = a, a = b, b = tmp;
7442
7443   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7444   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7445     return 1;
7446
7447   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7448   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7449     return 0;
7450
7451   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7452      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7453      of insns is generated.  */
7454
7455   rtl_obstack = &temp_obstack;
7456   start_sequence ();
7457   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7458   tmp = gen_sequence ();
7459   end_sequence ();
7460
7461   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7462     {
7463       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7464         win = 1;
7465       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7466         win = 0;
7467       else
7468         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7469           {
7470             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7471
7472             if (GET_CODE (insn) != INSN
7473                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7474                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7475                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7476                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7477                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7478               {
7479                 win = 0;
7480                 break;
7481               }
7482           }
7483     }
7484   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7485            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7486     win = 0;
7487   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7488            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7489            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7490     win = 0;
7491
7492   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7493      allocation to its normal obstack.  */
7494   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7495   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7496
7497   return win;
7498 }
7499 \f
7500 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7501    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7502    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7503    to see if the optimization can be performed.
7504    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7505
7506 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7507    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7508    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7509    faster than one that increments from zero.  */
7510
7511 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7512    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7513    final_[bg]iv_value.  */
7514
7515 static int
7516 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7517      rtx loop_end;
7518      int insn_count;
7519      rtx loop_start;
7520      struct loop_info *loop_info;
7521 {
7522   struct iv_class *bl;
7523   rtx reg;
7524   rtx jump_label;
7525   rtx final_value;
7526   rtx start_value;
7527   rtx new_add_val;
7528   rtx comparison;
7529   rtx before_comparison;
7530   rtx p;
7531   rtx jump;
7532   rtx first_compare;
7533   int compare_and_branch;
7534
7535   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7536      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7537
7538   jump = PREV_INSN (loop_end);
7539   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7540   if (comparison == 0)
7541     return 0;
7542
7543   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7544      two instructions.  */
7545   get_condition (jump, &first_compare);
7546   if (first_compare == jump)
7547     compare_and_branch = 1;
7548   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7549     compare_and_branch = 2;
7550   else
7551     return 0;
7552
7553   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7554      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7555      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7556      used between its update and the test insn.  */
7557
7558   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7559     {
7560       if (bl->biv_count == 1
7561           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7562           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7563                                    first_compare))
7564         break;
7565     }
7566
7567   if (! bl)
7568     return 0;
7569
7570   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7571      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7572      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7573      m68k DBRA instruction to be used.  */
7574
7575   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7576         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7577         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7578        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7579       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7580       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7581     {
7582       /* Initial value must be greater than 0,
7583          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7584          the last iteration */
7585
7586       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7587           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7588           && (INTVAL (bl->initial_value)
7589               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7590         {
7591           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7592           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7593             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7594                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7595           bl->nonneg = 1;
7596
7597           return 1;
7598         }
7599
7600       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7601          the loop, then we can safely optimize.  */
7602       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7603         {
7604           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7605             break;
7606           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7607             continue;
7608
7609           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7610           if (before_comparison
7611               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7612               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7613               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7614               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7615               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7616             {
7617               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7618                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7619                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7620               bl->nonneg = 1;
7621
7622               return 1;
7623             }
7624         }
7625     }
7626   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7627     {
7628       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7629       /* Can do this if:
7630          all registers modified are induction variables or invariant,
7631          all memory references have non-overlapping addresses
7632          (obviously true if only one write)
7633          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7634       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7635          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7636          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7637          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7638          one biv.  */
7639       int num_nonfixed_reads = 0;
7640       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7641       int no_use_except_counting = 0;
7642       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7643          which is reversible.  */
7644       int reversible_mem_store = 1;
7645
7646       if (bl->giv_count == 0
7647           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7648         {
7649           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7650
7651           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7652              fall through at the end of the loop, then
7653              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7654           no_use_except_counting = 1;
7655           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7656             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7657               {
7658                 rtx set = single_set (p);
7659
7660                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7661                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7662                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7663                   ;
7664                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7665                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7666                   /* Don't bother about the end test.  */
7667                   ;
7668                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7669                   {
7670                     no_use_except_counting = 0;
7671                     break;
7672                   }
7673               }
7674         }
7675
7676       if (no_use_except_counting)
7677         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7678       else if (num_mem_sets <= 1)
7679         {
7680           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7681             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7682               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7683
7684           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7685              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7686              might then have the wrong value at loop exit.
7687              This would work if the source was invariant also, however, in that
7688              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7689
7690           if (num_mem_sets == 1)
7691             {
7692               struct induction *v;
7693
7694               reversible_mem_store
7695                 = (! unknown_address_altered
7696                    && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems, 0)));
7697
7698               /* If the store depends on a register that is set after the
7699                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7700                  reversible.  */
7701               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7702                 {
7703                   if (v->giv_type == DEST_REG
7704                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7705                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7706                       && (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
7707                           || (INSN_LUID (v->insn)
7708                               > INSN_LUID (first_loop_store_insn))))
7709                     reversible_mem_store = 0;
7710                 }
7711             }
7712         }
7713       else
7714         return 0;
7715
7716       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7717          the memory address check by only reversing loops with
7718          zero or one memory access.
7719          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7720          and that can't be reversed.
7721          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7722          about all these things.  */
7723
7724       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7725            && !loop_has_call
7726            && !loop_has_volatile
7727            && reversible_mem_store
7728            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7729               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7730            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7731           || no_use_except_counting)
7732         {
7733           rtx tem;
7734
7735           /* Loop can be reversed.  */
7736           if (loop_dump_stream)
7737             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7738
7739           /* Now check other conditions:
7740
7741              The increment must be a constant, as must the initial value,
7742              and the comparison code must be LT. 
7743
7744              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7745              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7746              confusing.  */
7747
7748           if (comparison
7749               /* for constants, LE gets turned into LT */
7750               && (GET_CODE (comparison) == LT
7751                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7752                       && no_use_except_counting)))
7753             {
7754               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7755               rtx initial_value, comparison_value;
7756               int nonneg = 0;
7757               enum rtx_code cmp_code;
7758               int comparison_const_width;
7759               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7760
7761               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7762               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7763               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7764                 comparison_const_width
7765                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7766               else
7767                 comparison_const_width
7768                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7769               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7770                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7771               comparison_sign_mask
7772                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7773
7774               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7775                  can not reverse this loop.
7776
7777                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7778                  a whole compute an invariant result, then we could move
7779                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7780               if (!invariant_p (comparison_value))
7781                 return 0;
7782
7783               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7784                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7785               initial_value = bl->initial_value;
7786                 
7787               /* Normalize the initial value if it is an integer and 
7788                  has no other use except as a counter.  This will allow
7789                  a few more loops to be reversed.  */
7790               if (no_use_except_counting
7791                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7792                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7793                 {
7794                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7795                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7796                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7797                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7798                      Since comparison_value is constant, we know that the
7799                      current comparison code is LT.  */
7800                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7801                   comparison_val
7802                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7803                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7804                      even if there is an overflow, we might still be able to
7805                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7806                      NE is possible.  */
7807                   initial_value = const0_rtx;
7808                 }
7809
7810               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7811               if (initial_value == const0_rtx
7812                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7813                      the NE test, since this will allow that instruction to
7814                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7815                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7816                      a non-counting use.  */
7817 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7818                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7819                          && (bl->biv_count == 0
7820                              || no_use_except_counting)))
7821 #endif
7822                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7823                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7824                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7825                         & comparison_sign_mask))
7826                 {
7827                   /* Register will always be nonnegative, with value
7828                      0 on last iteration */
7829                   add_adjust = add_val;
7830                   nonneg = 1;
7831                   cmp_code = GE;
7832                 }
7833               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7834                        && (bl->biv_count == 0
7835                            || no_use_except_counting))
7836                 {
7837                   add_adjust = 0;
7838                   cmp_code = NE;
7839                 }
7840               else
7841                 return 0;
7842
7843               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7844                 add_adjust -= add_val;
7845
7846               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7847                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7848                  can not reverse this loop.  */
7849               if (initial_value == const0_rtx
7850                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7851                 {
7852                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7853                     return 0;
7854                 }
7855               else
7856                 {
7857                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7858                     return 0;
7859                 }
7860
7861               final_value = comparison_value;
7862
7863               /* Reset these in case we normalized the initial value
7864                  and comparison value above.  */
7865               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7866                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7867                 {
7868                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7869                   final_value
7870                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7871                 }
7872               bl->initial_value = initial_value;
7873
7874               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7875               reg = bl->biv->dest_reg;
7876               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7877               if (jump_label == pc_rtx)
7878                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7879               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7880
7881               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7882                  to generate a SUB.
7883                  Initialize biv to start_value before loop start.
7884                  The old initializing insn will be deleted as a
7885                  dead store by flow.c.  */
7886               if (initial_value == const0_rtx
7887                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7888                 {
7889                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7890                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
7891                                     loop_start);
7892                 }
7893               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7894                 {
7895                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7896                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7897                   enum insn_code icode
7898                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7899                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7900                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7901                             (comparison_value, mode))
7902                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
7903                     return 0;
7904                   start_value
7905                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7906                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7907                                      (reg, comparison_value, offset)),
7908                                     loop_start);
7909                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7910                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7911                                                 GEN_INT (add_val));
7912                 }
7913               else if (! add_adjust)
7914                 {
7915                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7916                   enum insn_code icode
7917                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7918                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7919                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7920                             (comparison_value, mode))
7921                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
7922                             (initial_value, mode)))
7923                     return 0;
7924                   start_value
7925                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7926                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7927                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
7928                                     loop_start);
7929                 }
7930               else
7931                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
7932                    better to have a testcase first.  */
7933                 return 0;
7934
7935               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
7936                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
7937               start_sequence ();
7938               expand_inc (reg, new_add_val);
7939               tem = gen_sequence ();
7940               end_sequence ();
7941
7942               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
7943               delete_insn (bl->biv->insn);
7944                       
7945               /* Update biv info to reflect its new status.  */
7946               bl->biv->insn = p;
7947               bl->initial_value = start_value;
7948               bl->biv->add_val = new_add_val;
7949
7950               /* Update loop info.  */
7951               loop_info->initial_value = reg;
7952               loop_info->initial_equiv_value = reg;
7953               loop_info->final_value = const0_rtx;
7954               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
7955               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
7956               loop_info->comparison_code = cmp_code;
7957               loop_info->increment = new_add_val;
7958
7959               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
7960                  not delete the label.  */
7961               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
7962
7963               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
7964                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
7965               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
7966                   || ! bl->init_insn
7967                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
7968                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
7969                                  loop_end);
7970
7971               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
7972               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
7973               if (compare_and_branch == 2)
7974                 delete_insn (first_compare);
7975
7976               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
7977               start_sequence ();
7978               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
7979                                        GET_MODE (reg), 0, 0, 
7980                                        XEXP (jump_label, 0));
7981               tem = gen_sequence ();
7982               end_sequence ();
7983               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
7984
7985               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
7986                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
7987                    tem = PREV_INSN (tem))
7988                 ;
7989
7990               if (tem)
7991                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
7992
7993               if (nonneg)
7994                 {
7995                   if (tem)
7996                     {
7997                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
7998                       /* Register is now always nonnegative,
7999                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8000                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8001                                                            REG_NOTES (tem));
8002                     }
8003                   bl->nonneg = 1;
8004                 }
8005
8006               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8007                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8008                  will have to be fixed up.  */
8009
8010               bl->reversed = 1;
8011
8012               if (loop_dump_stream)
8013                 fprintf (loop_dump_stream,
8014                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
8015
8016               return 1;
8017             }
8018         }
8019     }
8020
8021   return 0;
8022 }
8023 \f
8024 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8025    based on the insns in the loop that refer to it.
8026    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8027
8028    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8029
8030    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8031    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8032    start of the loop.  */
8033
8034 static int
8035 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8036      struct iv_class *bl;
8037      rtx loop_start;
8038      rtx end;
8039      int eliminate_p;
8040      int threshold, insn_count;
8041 {
8042   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8043   rtx p;
8044
8045   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8046      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8047
8048   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8049     {
8050       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8051       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8052
8053       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8054           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8055           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8056         {
8057           if (loop_dump_stream)
8058             fprintf (loop_dump_stream,
8059                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8060                      bl->regno, INSN_UID (p));
8061           break;
8062         }
8063     }
8064
8065   if (p == end)
8066     {
8067       if (loop_dump_stream)
8068         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8069                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8070       return 1;
8071     }
8072
8073   return 0;
8074 }
8075 \f
8076 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8077    Return non-zero if INSN is first.
8078    This is like insn_first_p, except that we use the luid information if
8079    available.  */
8080
8081 static int
8082 loop_insn_first_p (insn, reference)
8083      rtx insn, reference;
8084 {
8085   return ((INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8086            && INSN_UID (reference) < max_uid_for_loop)
8087           ? INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (reference)
8088           : insn_first_p (insn, reference));
8089 }
8090
8091 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8092    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8093    div derivation is zero.  */
8094 static int
8095 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8096      struct induction *biv, *giv;
8097      rtx insn;
8098 {
8099   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8100      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8101      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8102      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8103   if (giv->auto_inc_opt
8104       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8105            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8106           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8107               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8108     return 0;
8109
8110   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8111      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8112      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8113      bother to make this possible.  */
8114   if (giv->derived_from
8115       && ! (giv->always_executed
8116             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8117             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8118     return 0;
8119   if (giv->same
8120       && giv->same->derived_from
8121       && ! (giv->same->always_executed
8122             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8123             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8124     return 0;
8125
8126   return 1;
8127 }
8128
8129 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8130    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8131
8132    If BIV does not appear in X, return 1.
8133
8134    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8135    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8136    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8137    the loop.  */
8138
8139 static int
8140 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8141      rtx x, insn;
8142      struct iv_class *bl;
8143      int eliminate_p;
8144      rtx where;
8145 {
8146   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8147   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8148   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8149   struct induction *v;
8150   rtx arg, tem;
8151 #ifdef HAVE_cc0
8152   rtx new;
8153 #endif
8154   int arg_operand;
8155   char *fmt;
8156   int i, j;
8157
8158   switch (code)
8159     {
8160     case REG:
8161       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8162          we can't eliminate it.  */
8163       if (x == reg)
8164         return 0;
8165       return 1;
8166
8167     case SET:
8168       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8169       if (SET_DEST (x) == reg)
8170         return 1;
8171
8172       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8173          it will go away when the giv is reduced.  */
8174       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8175         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8176           return 1;
8177
8178 #ifdef HAVE_cc0
8179       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8180         {
8181           /* Can replace with any giv that was reduced and
8182              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8183              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8184              ??? We disable this optimization to avoid potential
8185              overflows.  */
8186
8187           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8188             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8189                 && v->add_val == const0_rtx
8190                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8191                 && v->mode == mode
8192                 && 0)
8193               {
8194                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8195                   continue;
8196
8197                 if (! eliminate_p)
8198                   return 1;
8199
8200                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8201                    then reverse the comparison.  */
8202                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8203                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8204                                          const0_rtx, v->new_reg);
8205                 else
8206                   new = v->new_reg;
8207
8208                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8209                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8210                   return 1;
8211               }
8212
8213           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8214              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8215              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8216              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8217              overflow problem.  */
8218
8219           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8220             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8221                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8222                 && v->mode == mode
8223                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8224                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8225                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8226                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8227                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8228               {
8229                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8230                   continue;
8231
8232                 if (! eliminate_p)
8233                   return 1;
8234
8235                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8236                    then reverse the comparison.  */
8237                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8238                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8239                                          v->new_reg);
8240                 else
8241                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8242                                          copy_rtx (v->add_val));
8243
8244                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8245                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8246                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8247                   return 1;
8248
8249                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8250                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8251                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8252
8253                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8254                                   where);
8255
8256                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8257                    the compare expression. */
8258                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8259                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8260                   return 1;
8261               }
8262         }
8263 #endif
8264       break;
8265
8266     case COMPARE:
8267     case EQ:  case NE:
8268     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8269     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8270       /* See if either argument is the biv.  */
8271       if (XEXP (x, 0) == reg)
8272         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8273       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8274         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8275       else
8276         break;
8277
8278       if (CONSTANT_P (arg))
8279         {
8280           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8281              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8282              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8283
8284           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8285             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8286                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8287                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8288                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8289                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8290                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8291                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8292                 && v->mode == mode)
8293               {
8294                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8295                   continue;
8296
8297                 if (! eliminate_p)
8298                   return 1;
8299
8300                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8301                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8302
8303                 /* If all constants are actually constant integers and
8304                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8305                    do so.  */
8306                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8307                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8308                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8309                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8310                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8311                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8312                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8313                   return 1;
8314
8315                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8316                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8317                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8318                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8319                   return 1;
8320
8321                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8322                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8323               }
8324           
8325           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8326              Insert insns to calculate new compare value.  
8327              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8328
8329           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8330             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8331                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8332                 && v->mode == mode
8333                 && 0)
8334               {
8335                 rtx tem;
8336
8337                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8338                   continue;
8339
8340                 if (! eliminate_p)
8341                   return 1;
8342
8343                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8344
8345                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8346                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8347                                  v->new_reg, 1);
8348
8349                 /* Compute value to compare against.  */
8350                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8351                 /* Use it in this insn.  */
8352                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8353                 if (apply_change_group ())
8354                   return 1;
8355               }
8356         }
8357       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8358         {
8359           if (invariant_p (arg) == 1)
8360             {
8361               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8362                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
8363                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8364
8365               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8366                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8367                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8368                     && v->mode == mode
8369                     && 0)
8370                   {
8371                     rtx tem;
8372
8373                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8374                       continue;
8375
8376                     if (! eliminate_p)
8377                       return 1;
8378
8379                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8380
8381                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8382                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8383                                      v->new_reg, 1);
8384
8385                     /* Compute value to compare against.  */
8386                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8387                                       tem, where);
8388                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8389                     if (apply_change_group ())
8390                       return 1;
8391                   }
8392             }
8393
8394           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8395              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8396              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8397              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8398              but that can generate poor code.
8399
8400              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8401              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8402              we might have to do a topological sort of the order in which
8403              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8404              this sort of thing now.  */
8405
8406 #if 0
8407           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8408           if (GET_CODE (arg) != REG
8409               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8410             return 0;
8411
8412           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8413              with identical coefficients.  */
8414           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8415             {
8416               struct induction *tv;
8417
8418               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8419                 continue;
8420
8421               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8422                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8423                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8424                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8425                     && tv->mode == mode)
8426                   {
8427                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8428                       continue;
8429
8430                     if (! eliminate_p)
8431                       return 1;
8432
8433                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8434                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8435                     /* Replace other operand with the other giv's
8436                        reduced reg.  */
8437                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8438                     return 1;
8439                   }
8440             }
8441 #endif
8442         }
8443
8444       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8445       return 0;
8446
8447     case MEM:
8448       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8449          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8450       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8451         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8452           return 1;
8453       break;
8454
8455     default:
8456       break;
8457     }
8458
8459   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8460   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8461   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8462     {
8463       switch (fmt[i])
8464         {
8465         case 'e':
8466           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
8467                                        eliminate_p, where))
8468             return 0;
8469           break;
8470
8471         case 'E':
8472           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8473             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8474                                          eliminate_p, where))
8475               return 0;
8476           break;
8477         }
8478     }
8479
8480   return 1;
8481 }  
8482 \f
8483 /* Return nonzero if the last use of REG
8484    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8485
8486 static int
8487 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8488      rtx reg;
8489      rtx insn;
8490 {
8491   rtx n;
8492   for (n = insn;
8493        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8494        n = NEXT_INSN (n))
8495     {
8496       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8497         return 1;
8498     }
8499   return 0;
8500 }
8501 \f
8502 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8503    just record the location of the set and process it later.  */
8504
8505 static void
8506 record_initial (dest, set)
8507      rtx dest;
8508      rtx set;
8509 {
8510   struct iv_class *bl;
8511
8512   if (GET_CODE (dest) != REG
8513       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8514       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8515     return;
8516
8517   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8518
8519   /* If this is the first set found, record it.  */
8520   if (bl->init_insn == 0)
8521     {
8522       bl->init_insn = note_insn;
8523       bl->init_set = set;
8524     }
8525 }
8526 \f
8527 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8528    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8529    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8530    use it.  */
8531
8532 static void
8533 update_reg_last_use (x, insn)
8534      rtx x;
8535      rtx insn;
8536 {
8537   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8538      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8539      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8540      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8541   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8542       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8543       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8544     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8545   else
8546     {
8547       register int i, j;
8548       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8549       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8550         {
8551           if (fmt[i] == 'e')
8552             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8553           else if (fmt[i] == 'E')
8554             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8555               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8556         }
8557     }
8558 }
8559 \f
8560 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8561    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8562    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8563    be returned.
8564
8565    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8566    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8567    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8568    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8569
8570    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8571    callers.  Specifically:
8572
8573    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8574    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8575    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8576    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8577        for GE, GEU, and LEU.  */
8578
8579 rtx
8580 get_condition (jump, earliest)
8581      rtx jump;
8582      rtx *earliest;
8583 {
8584   enum rtx_code code;
8585   rtx prev = jump;
8586   rtx set;
8587   rtx tem;
8588   rtx op0, op1;
8589   int reverse_code = 0;
8590   int did_reverse_condition = 0;
8591   enum machine_mode mode;
8592
8593   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8594   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8595       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8596     return 0;
8597
8598   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8599   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8600   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8601   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8602
8603   if (earliest)
8604     *earliest = jump;
8605
8606   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8607      the condition.  */
8608   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8609       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8610     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8611
8612   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8613      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8614      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8615      in cse.c  */
8616
8617   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8618     {
8619       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8620       rtx x = 0;
8621
8622 #ifdef HAVE_cc0
8623       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8624          insn.  */
8625       if (op0 == cc0_rtx)
8626         {
8627           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8628               || GET_CODE (prev) != INSN
8629               || (set = single_set (prev)) == 0
8630               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8631             return 0;
8632
8633           op0 = SET_SRC (set);
8634           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8635           if (earliest)
8636             *earliest = prev;
8637         }
8638 #endif
8639
8640       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8641       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8642         {
8643           op1 = XEXP (op0, 1);
8644           op0 = XEXP (op0, 0);
8645           continue;
8646         }
8647       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8648         break;
8649
8650       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8651          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8652          we don't want to bother dealing with it.  */
8653
8654       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8655           || GET_CODE (prev) != INSN
8656           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8657           || (set = single_set (prev)) == 0)
8658         break;
8659
8660       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8661          relevant.  */
8662       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8663         {
8664           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8665
8666           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8667              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8668              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8669              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8670              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8671              should not affect other platforms.
8672
8673              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8674              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8675              modeless comparisons inside branch patterns.
8676
8677              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8678              in simplify_comparison in combine.  */
8679
8680           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8681                || (((code == NE
8682                      || (code == LT
8683                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8684                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8685                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8686                          && (STORE_FLAG_VALUE
8687                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8688                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8689 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8690                      || (code == LT
8691                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8692                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8693 #endif
8694                      ))
8695                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8696               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8697                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8698                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8699             x = SET_SRC (set);
8700           else if (((code == EQ
8701                      || (code == GE
8702                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8703                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8704                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8705                          && (STORE_FLAG_VALUE
8706                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8707                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8708 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8709                      || (code == GE
8710                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8711                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8712 #endif
8713                      ))
8714                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8715                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8716                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8717                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8718
8719             {
8720               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8721                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8722                  have had to reverse the condition.  */
8723               did_reverse_condition ^= 1;
8724               reverse_code = 1;
8725               x = SET_SRC (set);
8726             }
8727           else
8728             break;
8729         }
8730
8731       else if (reg_set_p (op0, prev))
8732         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8733         break;
8734
8735       if (x)
8736         {
8737           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8738             code = GET_CODE (x);
8739           if (reverse_code)
8740             {
8741               code = reverse_condition (code);
8742               did_reverse_condition ^= 1;
8743               reverse_code = 0;
8744             }
8745
8746           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8747           if (earliest)
8748             *earliest = prev;
8749         }
8750     }
8751
8752   /* If constant is first, put it last.  */
8753   if (CONSTANT_P (op0))
8754     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8755
8756   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8757      was really being compared, so fail.  */
8758   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8759     return 0;
8760
8761   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8762      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8763      overflow.  */
8764
8765   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8766       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8767       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8768     {
8769       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8770       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8771       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8772         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8773
8774       switch (code)
8775         {
8776         case LE:
8777           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8778             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8779           break;
8780
8781         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8782            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8783         case GE:
8784           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8785               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8786                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8787             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8788           break;
8789
8790         case LEU:
8791           if (uconst_val < max_val)
8792             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8793           break;
8794
8795         case GEU:
8796           if (uconst_val != 0)
8797             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8798           break;
8799
8800         default:
8801           break;
8802         }
8803     }
8804
8805   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8806      EQ or NE, return zero.  */
8807   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8808       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
8809       && ! flag_fast_math
8810       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
8811     return 0;
8812
8813 #ifdef HAVE_cc0
8814   /* Never return CC0; return zero instead.  */
8815   if (op0 == cc0_rtx)
8816     return 0;
8817 #endif
8818
8819   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
8820 }
8821
8822 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
8823    unless both operands are invariants.  */
8824
8825 rtx
8826 get_condition_for_loop (x)
8827      rtx x;
8828 {
8829   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
8830
8831   if (comparison == 0
8832       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
8833       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
8834     return comparison;
8835
8836   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
8837                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
8838 }
8839
8840 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
8841 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
8842    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds. 
8843    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
8844    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
8845  */
8846
8847 static void
8848 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
8849      rtx loop_start, loop_end;
8850      struct loop_info *loop_info;
8851 {
8852   int i;
8853   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
8854
8855   int increment_direction, compare_direction;
8856
8857   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8858       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
8859   int add_iteration = 0;
8860
8861   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8862
8863   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8864
8865   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8866   if (loop_info->unroll_number == -1)
8867     return;
8868
8869   /* Make sure that the count register is not in use.  */
8870   if (loop_used_count_register [loop_num])
8871     {
8872       if (loop_dump_stream)
8873         fprintf (loop_dump_stream,
8874                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
8875                  loop_num);
8876       return;
8877     }
8878
8879   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
8880   if (indirect_jump_in_function)
8881     {
8882       if (loop_dump_stream)
8883         fprintf (loop_dump_stream,
8884                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
8885                  loop_num);
8886       return;
8887     }
8888
8889   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
8890   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8891       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
8892       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
8893     {
8894       if (loop_dump_stream)
8895         fprintf (loop_dump_stream,
8896                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
8897                  loop_num);
8898       return;
8899     }
8900
8901   /* Make sure that the loop does not contain a function call
8902      (the count register might be altered by the called function).  */
8903   if (loop_has_call)
8904     {
8905       if (loop_dump_stream)
8906         fprintf (loop_dump_stream,
8907                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
8908                  loop_num);
8909       return;
8910     }
8911
8912   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
8913      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
8914   if (loop_has_tablejump)
8915     {
8916       if (loop_dump_stream)
8917         fprintf (loop_dump_stream,
8918                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
8919                  loop_num);
8920       return;
8921     }
8922
8923   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
8924   if (loop_info->unroll_number > 1)
8925     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
8926   else
8927     n_iterations = loop_info->n_iterations;
8928
8929   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
8930     {
8931       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
8932       if (loop_dump_stream)
8933         fprintf (loop_dump_stream,
8934                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
8935                  loop_num);
8936       return;
8937     }
8938
8939   /* Try to instrument the loop.  */
8940
8941   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
8942   if (n_iterations > 0)
8943     {
8944       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
8945       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
8946         loop_used_count_register[i] = 1;
8947       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
8948       return;
8949     }
8950
8951   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
8952      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
8953      of the number of iterations.  */
8954
8955   if (loop_info->iteration_var == 0)
8956     {
8957       if (loop_dump_stream)
8958         fprintf (loop_dump_stream,
8959                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
8960                  loop_num);
8961       return;
8962     }
8963
8964   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
8965       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
8966     {
8967       if (loop_dump_stream)
8968         fprintf (loop_dump_stream,
8969                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
8970                  loop_num);
8971       return;
8972     }
8973
8974   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
8975   if (loop_info->comparison_code == NE)
8976     {
8977       if (loop_dump_stream)
8978         fprintf (loop_dump_stream,
8979                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
8980                  loop_num);
8981       return;
8982     }
8983 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
8984 #if 0
8985   else
8986     {
8987       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
8988          loop executes at least once.  */
8989       rtx sequence;
8990       rtx iterations_num_reg;
8991
8992       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
8993         = INTVAL (increment) * increment_direction;
8994
8995       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
8996          expensive) divide is needed.  */
8997       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
8998         {
8999           if (loop_dump_stream)
9000             fprintf (loop_dump_stream,
9001                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9002           return;
9003         }
9004
9005       /* compute the number of iterations */
9006       start_sequence ();
9007       {
9008         rtx temp_reg;
9009
9010         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9011            ;
9012            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9013            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9014            ;                                           increment
9015          */
9016         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9017            expand_binop?  */
9018         if (compare_direction > 0)
9019           {
9020             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9021             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9022                                      comparison_value, initial_value,
9023                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9024           }
9025         else
9026           {
9027             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9028                                      initial_value, comparison_value,
9029                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9030           }
9031
9032         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9033           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9034                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9035                                             + add_iteration),
9036                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9037
9038         if (increment_value_abs != 1)
9039           {
9040             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9041                most targets.  The original authors apparently expected this
9042                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9043                but just naively generating a divide instruction will not give 
9044                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9045                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9046                It will probably not work for any other target.  */
9047             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9048                                                temp_reg,
9049                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9050                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9051           }
9052         else
9053           iterations_num_reg = temp_reg;
9054       }
9055       sequence = gen_sequence ();
9056       end_sequence ();
9057       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9058       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9059     }
9060
9061   return;
9062 #endif /* Complex case */
9063 }
9064
9065 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9066    1. A new counter register is created.
9067    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9068    passed in the loop_num_iterations parameter.
9069    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9070    The created comparison follows the pattern defined for the
9071    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9072    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9073    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9074    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9075
9076 static void
9077 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9078      rtx loop_start, loop_end;
9079      rtx loop_num_iterations;
9080 {
9081   rtx counter_reg;
9082   rtx start_label;
9083   rtx sequence;
9084
9085   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9086     {
9087       if (loop_dump_stream)
9088         {
9089           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9090           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9091             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9092                      INTVAL (loop_num_iterations));
9093           else
9094             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9095           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9096         }
9097
9098       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9099          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9100       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9101
9102       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9103       start_label = gen_label_rtx ();
9104       emit_label_after (start_label, loop_start);
9105
9106       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9107       start_sequence ();
9108       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9109       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9110       sequence = gen_sequence ();
9111       end_sequence ();
9112       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9113
9114       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9115          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9116          later recognized by assembly generation phase).  */
9117       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9118                                                                 start_label),
9119                              loop_end);
9120       LABEL_NUSES (start_label)++;
9121     }
9122
9123 }
9124 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9125
9126 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9127
9128    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9129    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9130 static int
9131 indirect_jump_in_function_p (start)
9132      rtx start;
9133 {
9134   rtx insn;
9135
9136   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9137     if (computed_jump_p (insn))
9138       return 1;
9139
9140   return 0;
9141 }
9142
9143 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9144    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9145    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9146
9147 static int
9148 insert_loop_mem (mem, data)
9149      rtx *mem;
9150      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9151 {
9152   int i;
9153   rtx m = *mem;
9154
9155   if (m == NULL_RTX)
9156     return 0;
9157
9158   switch (GET_CODE (m))
9159     {
9160     case MEM:
9161       break;
9162
9163     case CONST_DOUBLE:
9164       /* We're not interested in the MEM associated with a
9165          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9166       return -1;
9167
9168     default:
9169       /* This is not a MEM.  */
9170       return 0;
9171     }
9172
9173   /* See if we've already seen this MEM.  */
9174   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9175     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem)) 
9176       {
9177         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9178           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9179              this happens, something tricky is going on, and we just
9180              don't optimize accesses to this MEM.  */
9181           loop_mems[i].optimize = 0;
9182
9183         return 0;
9184       }
9185
9186   /* Resize the array, if necessary.  */
9187   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated) 
9188     {
9189       if (loop_mems_allocated != 0)
9190         loop_mems_allocated *= 2;
9191       else
9192         loop_mems_allocated = 32;
9193
9194       loop_mems = (loop_mem_info*) 
9195         xrealloc (loop_mems,
9196                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info)); 
9197     }
9198
9199   /* Actually insert the MEM.  */
9200   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9201   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9202      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9203      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9204      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9205   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9206   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9207   ++loop_mems_idx;
9208
9209   return 0;
9210 }
9211
9212 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9213    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9214    values after load_mems.  */
9215
9216 static void
9217 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9218                                      insn_count)
9219      rtx scan_start;
9220      rtx end;
9221      rtx loop_top;
9222      rtx start;
9223      int *insn_count;
9224 {
9225   int nregs = max_reg_num ();
9226
9227   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9228   
9229   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9230      created new registers.  */
9231   if (max_reg_num () > nregs)
9232     {
9233       int i;
9234       int old_nregs;
9235
9236       old_nregs = nregs;
9237       nregs = max_reg_num ();
9238
9239       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9240         {
9241           /* Grow all the arrays.  */
9242           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9243           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9244           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9245           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9246         }
9247       /* Clear the arrays */
9248       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9249       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9250       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9251
9252       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9253                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9254                            insn_count, nregs); 
9255
9256       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9257         {
9258           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9259           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9260         }
9261       
9262 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9263       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9264          create CCmode register copies.  */
9265       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9266         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9267           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9268 #endif
9269
9270       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9271       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9272              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9273              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9274     }
9275 }
9276
9277 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9278    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9279    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9280
9281 static void
9282 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9283      rtx scan_start;
9284      rtx end;
9285      rtx loop_top;
9286      rtx start;
9287 {
9288   int maybe_never = 0;
9289   int i;
9290   rtx p;
9291   rtx label = NULL_RTX;
9292   rtx end_label;
9293
9294   if (loop_mems_idx > 0) 
9295     {
9296       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9297       int next_maybe_never = 0;
9298
9299       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9300          loop are never executed.  */
9301       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top); 
9302            p != NULL_RTX && !maybe_never; 
9303            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9304         {
9305           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9306             maybe_never = 1;
9307           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9308                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9309                       around to the beginning, don't set maybe_never
9310                       for that.  This must be an unconditional jump,
9311                       otherwise the code at the top of the loop might
9312                       never be executed.  Unconditional jumps are
9313                       followed a by barrier then loop end.  */
9314                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN 
9315                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9316                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9317                          && simplejump_p (p)))
9318             {
9319               if (!condjump_p (p))
9320                 /* Something complicated.  */
9321                 maybe_never = 1;
9322               else
9323                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9324                    might not be reached.  */
9325                 next_maybe_never = 1; 
9326             } 
9327           else if (next_maybe_never)
9328             maybe_never = 1;
9329         }
9330
9331       /* Actually move the MEMs.  */
9332       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i) 
9333         {
9334           int written = 0;
9335           rtx reg;
9336           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9337           rtx mem_list_entry;
9338
9339           if (MEM_VOLATILE_P (mem) 
9340               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9341             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9342             loop_mems[i].optimize = 0;
9343
9344           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9345              one is aliased by one of them.  */
9346           mem_list_entry = loop_store_mems;
9347           while (mem_list_entry)
9348             {
9349               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9350                 written = 1;
9351               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9352                                         mem, rtx_varies_p))
9353                 {
9354                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9355                   loop_mems[i].optimize = 0;
9356                   break;
9357                 }
9358               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9359             }
9360           
9361           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9362              are no reads from another MEM that aliases this one.  */ 
9363           if (loop_mems[i].optimize && written)
9364             {
9365               int j;
9366
9367               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9368                 {
9369                   if (j == i)
9370                     continue;
9371                   else if (true_dependence (mem,
9372                                             VOIDmode,
9373                                             loop_mems[j].mem,
9374                                             rtx_varies_p))
9375                     {
9376                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9377                          the loop because writes to it might not be
9378                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9379                       loop_mems[i].optimize = 0;
9380                       break;
9381                     }
9382                 }
9383             }
9384
9385           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9386             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9387                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9388             loop_mems[i].optimize = 0;
9389           
9390           if (!loop_mems[i].optimize)
9391             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9392                loop, but later discovered that we could not.  */
9393             continue;
9394
9395           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9396              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9397              out of the loop just because this REG is neither a
9398              user-variable nor used in the loop test.  */
9399           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9400           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9401           loop_mems[i].reg = reg;
9402
9403           /* Now, replace all references to the MEM with the
9404              corresponding pesudos.  */
9405           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9406                p != NULL_RTX;
9407                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9408             {
9409               rtx_and_int ri;
9410               ri.r = p;
9411               ri.i = i;
9412               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9413             }
9414
9415           if (!apply_change_group ())
9416             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9417             loop_mems[i].optimize = 0;
9418           else
9419             {
9420               rtx set;
9421
9422               /* Load the memory immediately before START, which is
9423                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9424               set = gen_move_insn (reg, mem);
9425               emit_insn_before (set, start);
9426
9427               if (written)
9428                 {
9429                   if (label == NULL_RTX)
9430                     {
9431                       /* We must compute the former
9432                          right-after-the-end label before we insert
9433                          the new one.  */
9434                       end_label = next_label (end);
9435                       label = gen_label_rtx ();
9436                       emit_label_after (label, end);
9437                     }
9438
9439                   /* Store the memory immediately after END, which is
9440                    the NOTE_LOOP_END.  */
9441                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg); 
9442                   emit_insn_after (set, label);
9443                 }
9444
9445               if (loop_dump_stream)
9446                 {
9447                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9448                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9449                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9450                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9451                 }
9452             }
9453         }
9454     }
9455
9456   if (label != NULL_RTX)
9457     {
9458       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9459          label with the new one.  */
9460       rtx_pair rr; 
9461       rr.r1 = end_label;
9462       rr.r2 = label;
9463
9464       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9465         {
9466           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9467
9468           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9469              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9470              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9471              because the immediately following unroll pass will use it.
9472              replace_label would not work anyways, because that only handles
9473              LABEL_REFs.  */
9474           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9475             JUMP_LABEL (p) = label;
9476         }
9477     }
9478 }
9479
9480 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9481    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9482    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9483    and the MEM we are currently replacing.  */
9484
9485 static int
9486 replace_loop_mem (mem, data)
9487      rtx *mem;
9488      void *data;
9489 {
9490   rtx_and_int *ri; 
9491   rtx insn;
9492   int i;
9493   rtx m = *mem;
9494
9495   if (m == NULL_RTX)
9496     return 0;
9497
9498   switch (GET_CODE (m))
9499     {
9500     case MEM:
9501       break;
9502
9503     case CONST_DOUBLE:
9504       /* We're not interested in the MEM associated with a
9505          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9506       return -1;
9507
9508     default:
9509       /* This is not a MEM.  */
9510       return 0;
9511     }
9512
9513   ri = (rtx_and_int*) data;
9514   i = ri->i;
9515
9516   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9517     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9518     return 0;
9519
9520   insn = ri->r;
9521
9522   /* Actually replace the MEM.  */
9523   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9524
9525   return 0;
9526 }
9527
9528 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9529    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9530    respectively.  */
9531
9532 static int
9533 replace_label (x, data)
9534      rtx *x;
9535      void *data;
9536 {
9537   rtx l = *x;
9538   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9539   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9540
9541   if (l == NULL_RTX)
9542     return 0;
9543
9544   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9545     return 0;
9546
9547   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9548     return 0;
9549   
9550   XEXP (l, 0) = new_label;
9551   ++LABEL_NUSES (new_label);
9552   --LABEL_NUSES (old_label);
9553
9554   return 0;
9555 }
9556