loop.c (move_movables): Corrected threshold calculation for moved_once registers.
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / loop.c
1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-97, 1998 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 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
82
83 int *loop_outer_loop;
84
85 #ifdef HAIFA
86 /* The main output of analyze_loop_iterations is placed here */
87
88 int *loop_can_insert_bct;
89
90 /* For each loop, determines whether some of its inner loops has used
91    count register */
92
93 int *loop_used_count_register;
94
95 /* loop parameters for arithmetic loops. These loops have a loop variable
96    which is initialized to loop_start_value, incremented in each iteration
97    by "loop_increment".  At the end of the iteration the loop variable is
98    compared to the loop_comparison_value (using loop_comparison_code).  */
99
100 rtx *loop_increment;
101 rtx *loop_comparison_value;
102 rtx *loop_start_value;
103 enum rtx_code *loop_comparison_code;
104 #endif  /* HAIFA */
105
106 /* For each loop, keep track of its unrolling factor.
107    Potential values:
108       0: unrolled
109       1: not unrolled.
110      -1: completely unrolled
111      >0: holds the unroll exact factor.  */
112 int *loop_unroll_factor;
113
114 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
115    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
116
117 static char *loop_invalid;
118
119 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
120    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
121    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
122
123    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
124    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
125    return, so the presense of a return does not affect any of the
126    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
127    instructions on this list.  */
128
129 rtx *loop_number_exit_labels;
130
131 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
132    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
133
134 int *loop_number_exit_count;
135
136 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
137    calculated.  Must be unsigned since the number of iterations can
138    be as high as 2^wordsize-1.  For loops with a wider iterator, this number
139    will be zero if the number of loop iterations is too large for an
140    unsigned integer to hold.  */
141
142 unsigned HOST_WIDE_INT loop_n_iterations;
143
144 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
145
146 static int loop_has_call;
147
148 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
149    loop.  */
150
151 static int loop_has_volatile;
152
153 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
154    current loop.  A continue statement will generate a branch to
155    NEXT_INSN (loop_continue).  */
156
157 static rtx loop_continue;
158
159 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
160    is set during the loop being scanned.
161    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
162    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
163    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
164    not known equal to a constant.
165    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
166    while the failed candidates have the original number of times set.
167
168    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
169    < 0 a conditionally invariant one.  */
170
171 static varray_type n_times_set;
172
173 /* Original value of n_times_set; same except that this value
174    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
175    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
176
177 static varray_type n_times_used;
178
179 /* Index by register number, 1 indicates that the register
180    cannot be moved or strength reduced.  */
181
182 static varray_type may_not_optimize;
183
184 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
185    This reduces the desire to move it out of another.  */
186
187 static char *moved_once;
188
189 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
190    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
191
192 #define NUM_STORES 30
193 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
194
195 /* Index of first available slot in above array.  */
196 static int loop_store_mems_idx;
197
198 typedef struct loop_mem_info {
199   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
200   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
201   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
202 } loop_mem_info;
203
204 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
205    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
206    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
207    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
208
209 static loop_mem_info *loop_mems;
210
211 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
212
213 static int loop_mems_idx;
214
215 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
216
217 static int loop_mems_allocated;
218
219 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
220    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
221    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
222
223 static int unknown_address_altered;
224
225 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
226 static int num_movables;
227
228 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
229 static int num_mem_sets;
230
231 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
232 static int loops_enclosed;
233
234 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
235    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
236 int max_reg_before_loop;
237
238 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
239    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
240    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
241    that array.  */
242
243 static struct obstack temp_obstack;
244
245 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
246
247 extern struct obstack *rtl_obstack;
248
249 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
250 #define obstack_chunk_free free
251 \f
252 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
253    is made to record all the movable insns found.
254    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
255
256 struct movable
257 {
258   rtx insn;                     /* A movable insn */
259   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
260   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
261   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
262                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
263   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
264                                    that must be moved with this one.  */
265   int regno;                    /* The register it sets */
266   short lifetime;               /* lifetime of that register;
267                                    may be adjusted when matching movables
268                                    that load the same value are found.  */
269   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
270                                    including other movables that force this
271                                    or match this one.  */
272   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
273   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
274   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
275                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
276                    that the reg is live outside the range from where it is set
277                    to the following label.  */
278   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
279   
280   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
281                                    In particular, moving it does not make it
282                                    invariant.  */
283   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
284                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
285   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
286                                     first insn of a consecutive sets group.  */
287   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
288   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
289                                    that we should avoid changing when clearing
290                                    the rest of the reg.  */
291   struct movable *match;        /* First entry for same value */
292   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
293   struct movable *next;
294 };
295
296 static struct movable *the_movables;
297
298 FILE *loop_dump_stream;
299
300 /* Forward declarations.  */
301
302 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
303 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
304 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
305 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
306 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
307 static rtx libcall_other_reg PROTO((rtx, rtx));
308 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
309 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
310                                        int *, int)); 
311 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
312 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
313 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, int, int));
314 #if 0
315 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
316 #endif
317 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
318 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
319 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
320 static void force_movables PROTO((struct movable *));
321 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
322 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
323 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
324 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
325 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
326 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
327 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, int, int));
328 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
329 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
330 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
331 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, int, int));
332 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx));
333 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
334 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
335 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *));
336 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
337 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
338 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *));
339 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx));
340 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
341 static rtx express_from PROTO((struct induction *, struct induction *));
342 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
343 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
344 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
345 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
346 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
347 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
348 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
349 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
350 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
351 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
352                                                        rtx, varray_type, 
353                                                        int *));
354 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
355 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
356 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
357 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
358
359 typedef struct rtx_and_int {
360   rtx r;
361   int i;
362 } rtx_and_int;
363
364 typedef struct rtx_pair {
365   rtx r1;
366   rtx r2;
367 } rtx_pair;
368
369 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
370 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
371   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
372    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
373    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
374
375 #ifdef HAIFA
376 /* This is extern from unroll.c */
377 extern void iteration_info PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx, rtx));
378
379 /* Two main functions for implementing bct:
380    first - to be called before loop unrolling, and the second - after */
381 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
382 static void analyze_loop_iterations PROTO((rtx, rtx));
383 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx));
384
385 /* Auxiliary function that inserts the bct pattern into the loop */
386 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
387 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
388 #endif  /* HAIFA */
389
390 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
391 int indirect_jump_in_function = 0;
392 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
393
394 \f
395 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
396 static int add_cost;
397 #if 0
398 static int shift_cost;
399 static int mult_cost;
400 #endif
401
402 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
403    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
404 static int copy_cost;
405
406 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
407 static int reg_address_cost;
408
409
410 void
411 init_loop ()
412 {
413   char *free_point = (char *) oballoc (1);
414   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
415
416   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
417
418 #ifdef ADDRESS_COST
419   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
420 #else
421   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
422 #endif
423
424   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
425      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
426      will be far less than the cost of an add.  */
427
428   copy_cost = 2 * 2;
429
430   /* Free the objects we just allocated.  */
431   obfree (free_point);
432
433   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
434   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
435 }
436 \f
437 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
438    on the current function.  F is the first insn of the function
439    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
440    (or 0 if none should be output).  */
441
442 void
443 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
444      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
445      rtx f;
446      FILE *dumpfile;
447      int unroll_p, bct_p;
448 {
449   register rtx insn;
450   register int i;
451   rtx last_insn;
452
453   loop_dump_stream = dumpfile;
454
455   init_recog_no_volatile ();
456
457   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
458
459   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
460   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
461
462   regs_may_share = 0;
463
464   /* Count the number of loops.  */
465
466   max_loop_num = 0;
467   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
468     {
469       if (GET_CODE (insn) == NOTE
470           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
471         max_loop_num++;
472     }
473
474   /* Don't waste time if no loops.  */
475   if (max_loop_num == 0)
476     return;
477
478   /* Get size to use for tables indexed by uids.
479      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
480   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
481
482   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
483   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
484
485   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
486   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
487
488   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
489      not be zeroed.  */
490   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
491   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
492   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
493   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
494   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
495   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
496
497   /* This is initialized by the unrolling code, so we go ahead
498      and clear them just in case we are not performing loop
499      unrolling.  */
500   loop_unroll_factor = (int *) alloca (max_loop_num *sizeof (int));
501   bzero ((char *) loop_unroll_factor, max_loop_num * sizeof (int));
502
503 #ifdef HAIFA
504   /* Allocate for BCT optimization */
505   loop_can_insert_bct = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
506   bzero ((char *) loop_can_insert_bct, max_loop_num * sizeof (int));
507
508   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
509   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
510
511   loop_increment = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
512   loop_comparison_value = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
513   loop_start_value = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
514   bzero ((char *) loop_increment, max_loop_num * sizeof (rtx));
515   bzero ((char *) loop_comparison_value, max_loop_num * sizeof (rtx));
516   bzero ((char *) loop_start_value, max_loop_num * sizeof (rtx));
517
518   loop_comparison_code 
519     = (enum rtx_code *) alloca (max_loop_num * sizeof (enum rtx_code));
520   bzero ((char *) loop_comparison_code, max_loop_num * sizeof (enum rtx_code));
521 #endif  /* HAIFA */
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.  */
540   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
541     abort ();
542   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
543   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1;
544
545   /* Compute the mapping from uids to luids.
546      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
547      except that luids increase monotonically through the code.
548      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
549      between two insns is not affected by -g.  */
550
551   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
552     {
553       last_insn = insn;
554       if (GET_CODE (insn) != NOTE
555           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
556         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
557       else
558         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
559         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
560     }
561
562   max_luid = i + 1;
563
564   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
565      deleted.  It is possible that the first or last insn
566      using some register has been deleted by cross-jumping.
567      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
568      points to the general area where that insn used to be.  */
569   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
570     {
571       uid_luid[0] = uid_luid[i];
572       if (uid_luid[0] != 0)
573         break;
574     }
575   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
576     if (uid_luid[i] == 0)
577       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
578
579   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
580   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
581     find_loop_tree_blocks ();
582
583   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
584      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
585   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
586
587   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
588      before outer ones.  */
589   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
590     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
591       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
592                  unroll_p, bct_p);
593
594   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
595      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
596      to one mapping will remain.  */
597   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
598     unroll_block_trees ();
599
600   end_alias_analysis ();
601 }
602 \f
603 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
604    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
605    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
606    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
607    bottom.  */
608
609 static rtx
610 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
611      rtx insn;
612      rtx start;
613      rtx end;
614      rtx loop_top;
615 {
616   insn = NEXT_INSN (insn);
617
618   if (insn == end)
619     {
620       if (loop_top)
621         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
622         insn = loop_top;
623       else
624         /* We're done.  */
625         insn = NULL_RTX;
626     }
627
628   if (insn == start)
629     /* We're done.  */
630     insn = NULL_RTX;
631
632   return insn;
633 }
634
635 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
636    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
637    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
638
639 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
640    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
641    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
642    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
643    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
644
645 static void
646 scan_loop (loop_start, end, unroll_p, bct_p)
647      rtx loop_start, end;
648      int unroll_p, bct_p;
649 {
650   register int i;
651   rtx p;
652   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
653   int maybe_never = 0;
654   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
655      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
656   int call_passed = 0;
657   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
658      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
659   rtx loop_top = 0;
660   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
661   rtx loop_entry_jump = 0;
662   /* Place in the loop where control enters.  */
663   rtx scan_start;
664   /* Number of insns in the loop.  */
665   int insn_count;
666   int in_libcall = 0;
667   int tem;
668   rtx temp;
669   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
670   rtx set, set1;
671   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
672   struct movable *movables = 0;
673   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
674   struct movable *last_movable = 0;
675   /* Ratio of extra register life span we can justify
676      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
677      since in that case saving an insn makes more difference
678      and more registers are available.  */
679   int threshold;
680   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
681      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
682      than once.  */
683   varray_type reg_single_usage = 0;
684   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
685   int loop_depth = 0;
686   int nregs;
687
688   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
689      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
690      that is too complex to duplicate in front of the loop.
691
692      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
693      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
694      (because we might have a loop executed only once that contains a
695      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
696      (in case we have a degenerate loop).
697
698      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
699      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
700      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
701      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
702      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
703
704   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
705        p != end
706          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
707          && (GET_CODE (p) != NOTE
708              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
709                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
710        p = NEXT_INSN (p))
711     ;
712
713   scan_start = p;
714
715   /* Set up variables describing this loop.  */
716   prescan_loop (loop_start, end);
717   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
718
719   /* If loop has a jump before the first label,
720      the true entry is the target of that jump.
721      Start scan from there.
722      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
723      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
724   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
725     {
726       loop_entry_jump = p;
727
728       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
729       if (simplejump_p (p)
730           && JUMP_LABEL (p) != 0
731           /* Check to see whether the jump actually
732              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
733              This case can happen for things like
734              do {..} while (0).  If this label was generated previously
735              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
736              the loop.  */
737           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
738         {
739           loop_top = next_label (scan_start);
740           scan_start = JUMP_LABEL (p);
741         }
742     }
743
744   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
745      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
746      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
747
748      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
749      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
750      test above.  */
751
752   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
753       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
754     {
755       if (loop_dump_stream)
756         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
757                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
758       return;
759     }
760
761   /* Count number of times each reg is set during this loop.
762      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
763      the setting of register I.  If this loop has calls, set
764      VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
765   
766   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
767      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
768      that even after the moving of movables creates some new registers
769      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
770      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
771   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
772   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
773   VARRAY_INT_INIT (n_times_used, nregs, "n_times_used");
774   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
775
776   if (loop_has_call)
777     VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
778
779   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
780                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
781
782   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
783     {
784       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
785       VARRAY_INT (n_times_set, i) = 1;
786     }
787
788 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
789   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
790      create CCmode register copies.  */
791   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
792     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
793       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
794 #endif
795
796   bcopy ((char *) &n_times_set->data, 
797          (char *) &n_times_used->data, nregs * sizeof (int));
798
799   if (loop_dump_stream)
800     {
801       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
802                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
803       if (loop_continue)
804         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
805                  INSN_UID (loop_continue));
806     }
807
808   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
809      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
810      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
811      We consider whether subsequent insns use the reg
812      in deciding whether it is worth actually moving.
813
814      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
815      and therefore it is possible that the insns we are scanning
816      would never be executed.  At such times, we must make sure
817      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
818      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
819      so that is not a problem.  */
820
821   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top); 
822        p != NULL_RTX;
823        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
824     {
825       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
826           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
827         in_libcall = 1;
828       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
829                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
830         in_libcall = 0;
831
832       if (GET_CODE (p) == INSN
833           && (set = single_set (p))
834           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
835           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
836         {
837           int tem1 = 0;
838           int tem2 = 0;
839           int move_insn = 0;
840           rtx src = SET_SRC (set);
841           rtx dependencies = 0;
842
843           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
844              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
845              specified, use it as the source and mark that we should move
846              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
847              insn.
848
849              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
850              is present.  */
851           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
852           if (temp)
853             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
854           else 
855             {
856               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
857               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
858                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
859               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
860                 {
861                   src = XEXP (temp, 0);
862                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
863                      the equivalent expression.  To move the libcall,
864                      we must move those regs too.  */
865                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
866                 }
867             }
868
869           /* Don't try to optimize a register that was made
870              by loop-optimization for an inner loop.
871              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
872           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
873             ;
874           else if (/* The set is a user-variable or it is used in
875                       the exit test (this can cause the variable to be
876                       used before it is set just like a
877                       user-variable)...  */
878                    (REG_USERVAR_P (SET_DEST (set))
879                     || REG_LOOP_TEST_P (SET_DEST (set)))
880                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
881                       the loop starts, or the value before the set is
882                       needed before the set occurs... */
883                    && (maybe_never
884                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
885                                                   scan_start, end))
886                    /* And the register is used in basic blocks other
887                       than the one where it is set (meaning that
888                       something after this point in the loop might
889                       depend on its value before the set).  */
890                    && !reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set)))
891             /* It is unsafe to move the set.  The fact that these
892                three conditions are considered in conjunction means
893                that we are assuming various conditions, such as:
894
895                  o It's OK to move a set of a variable which was not
896                    created by the user and is not used in an exit test
897                    even if that point in the set would not be reached
898                    during execution of the loop.  */
899             ;
900           else if ((tem = invariant_p (src))
901                    && (dependencies == 0
902                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
903                    && (VARRAY_INT (n_times_set, 
904                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
905                        || (tem1
906                            = consec_sets_invariant_p 
907                            (SET_DEST (set),
908                             VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (SET_DEST (set))),
909                             p)))
910                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
911                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
912                       once loop is entered.  Even a function call might
913                       prevent the trap insn from being reached
914                       (since it might exit!)  */
915                    && ! ((maybe_never || call_passed)
916                          && may_trap_p (src)))
917             {
918               register struct movable *m;
919               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
920
921               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
922                  can be combined as long as they are both in the loop, but
923                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
924                  this can lose.  The most common case of this is the address
925                  of a function being called.  
926
927                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
928                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
929                  we can replace the usage of this register with the source
930                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
931
932                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
933                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
934
935               if (reg_single_usage && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
936                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
937                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
938                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
939                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
940                   && VARRAY_INT (n_times_set, regno) == 1
941                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
942                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
943                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
944                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
945                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
946                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
947                      a call-clobbered register and the life of REGNO
948                      might span a call.  */
949                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
950                                            VARRAY_RTX
951                                            (reg_single_usage, regno)) 
952                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
953                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
954                                            VARRAY_RTX
955                                            (reg_single_usage, regno))) 
956                 {
957                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
958                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
959                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
960                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
961                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
962                                               (reg_single_usage, regno)), 
963                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
964                                    
965                   PUT_CODE (p, NOTE);
966                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
967                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
968                   VARRAY_INT (n_times_set, regno) = 0;
969                   continue;
970                 }
971
972               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
973               m->next = 0;
974               m->insn = p;
975               m->set_src = src;
976               m->dependencies = dependencies;
977               m->set_dest = SET_DEST (set);
978               m->force = 0;
979               m->consec = VARRAY_INT (n_times_set, 
980                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
981               m->done = 0;
982               m->forces = 0;
983               m->partial = 0;
984               m->move_insn = move_insn;
985               m->move_insn_first = 0;
986               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
987               m->savemode = VOIDmode;
988               m->regno = regno;
989               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
990                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
991               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
992               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
993                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
994               m->match = 0;
995               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
996                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
997               m->savings = VARRAY_INT (n_times_used, regno);
998               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
999                 m->savings += libcall_benefit (p);
1000               VARRAY_INT (n_times_set, regno) = move_insn ? -2 : -1;
1001               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1002               if (movables == 0)
1003                 movables = m;
1004               else
1005                 last_movable->next = m;
1006               last_movable = m;
1007
1008               if (m->consec > 0)
1009                 {
1010                   /* It is possible for the first instruction to have a
1011                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
1012                      remember the status of the first instruction in case
1013                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
1014                   m->move_insn_first = m->move_insn;
1015
1016                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
1017                   p = next_nonnote_insn (p);
1018                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
1019                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
1020                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
1021                   p = prev_nonnote_insn (p);
1022
1023                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
1024                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1025                      insns.  */
1026                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1027                   if (temp)
1028                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1029                   else
1030                     {
1031                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1032                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1033                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1034                       else
1035                         m->move_insn = 0;
1036
1037                     }
1038                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1039                 }
1040             }
1041           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1042              or set to zero, then its high bytes are constant.
1043              So clear them outside the loop and within the loop
1044              just load the low bytes.
1045              We must check that the machine has an instruction to do so.
1046              Also, if the value loaded into the register
1047              depends on the same register, this cannot be done.  */
1048           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1049                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1050                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1051                    && GET_CODE (set1) == SET
1052                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1053                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1054                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1055                        == SET_DEST (set))
1056                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1057             {
1058               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1059               if (VARRAY_INT (n_times_set, regno) == 2)
1060                 {
1061                   register struct movable *m;
1062                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1063                   m->next = 0;
1064                   m->insn = p;
1065                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1066                   m->dependencies = 0;
1067                   m->force = 0;
1068                   m->consec = 0;
1069                   m->done = 0;
1070                   m->forces = 0;
1071                   m->move_insn = 0;
1072                   m->move_insn_first = 0;
1073                   m->partial = 1;
1074                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1075                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1076                      Not even if the reg is used only within this loop.
1077                      Consider this:
1078                      while (1)
1079                        while (s != t) {
1080                          if (foo ()) x = *s;
1081                          use (x);
1082                        }
1083                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1084                      being saved from the last time around the outer loop.
1085                      However, if the reg is not used outside this loop
1086                      and all uses of the register are in the same
1087                      basic block as the store, there is no problem.
1088
1089                      If this insn was made by loop, we don't know its
1090                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1091                      assumption.  */
1092                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1093                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1094                                    > INSN_LUID (end))
1095                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1096                                    < INSN_LUID (p))
1097                                || (labels_in_range_p
1098                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1099                   if (maybe_never && m->global)
1100                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1101                   else
1102                     m->savemode = VOIDmode;
1103                   m->regno = regno;
1104                   m->cond = 0;
1105                   m->match = 0;
1106                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1107                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1108                   m->savings = 1;
1109                   VARRAY_INT (n_times_set, regno) = -1;
1110                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1111                   if (movables == 0)
1112                     movables = m;
1113                   else
1114                     last_movable->next = m;
1115                   last_movable = m;
1116                 }
1117             }
1118         }
1119       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1120          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1121          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1122          so they don't count.  */
1123       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1124         call_passed = 1;
1125       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1126          can't count on whether or how many times they will be
1127          executed during each iteration.  Therefore, we can
1128          only move out sets of trivial variables
1129          (those not used after the loop).  */
1130       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1131       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1132                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1133                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1134                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1135                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1136                   followed a by barrier then loop end.  */
1137                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1138                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1139                      && simplejump_p (p)))
1140         maybe_never = 1;
1141       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1142         {
1143           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1144              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1145              code has been duplicated.  */
1146           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1147             maybe_never = call_passed = 0;
1148           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1149             loop_depth++;
1150           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1151             loop_depth--;
1152         }
1153     }
1154
1155   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1156
1157   ignore_some_movables (movables);
1158
1159   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1160      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1161      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1162      since the second can be moved only if the first is.  */
1163
1164   force_movables (movables);
1165
1166   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1167      If there are, make all but the first point at the first one
1168      through the `match' field, and add the priorities of them
1169      all together as the priority of the first.  */
1170
1171   combine_movables (movables, nregs);
1172         
1173   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1174      Store 0 in n_times_set for each reg that is moved.
1175
1176      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1177      optimizing for code size.  */
1178
1179   if (! optimize_size)
1180     move_movables (movables, threshold,
1181                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1182
1183   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1184      Change n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
1185   for (i = 0; i < nregs; i++)
1186     if (VARRAY_INT (n_times_set, i) < 0)
1187       VARRAY_INT (n_times_set, i) = VARRAY_INT (n_times_used, i);
1188
1189   /* Now that we've moved some things out of the loop, we able to
1190      hoist even more memory references.  There's no need to pass
1191      reg_single_usage this time, since we're done with it.  */
1192   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1193                                        loop_start, 0,
1194                                        &insn_count);
1195
1196   if (flag_strength_reduce)
1197     {
1198       the_movables = movables;
1199       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1200                        insn_count, loop_start, end, unroll_p, bct_p);
1201     }
1202
1203   VARRAY_FREE (n_times_set);
1204   VARRAY_FREE (n_times_used);
1205   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1206   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1207 }
1208 \f
1209 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1210    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1211
1212 void
1213 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1214      rtx in_this, not_in_this;
1215      rtx *output;
1216 {
1217   enum rtx_code code;
1218   char *fmt;
1219   int i;
1220
1221   code = GET_CODE (in_this);
1222
1223   switch (code)
1224     {
1225     case PC:
1226     case CC0:
1227     case CONST_INT:
1228     case CONST_DOUBLE:
1229     case CONST:
1230     case SYMBOL_REF:
1231     case LABEL_REF:
1232       return;
1233
1234     case REG:
1235       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1236           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1237         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1238       return;
1239       
1240     default:
1241       break;
1242     }
1243
1244   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1245   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1246     {
1247       int j;
1248
1249       switch (fmt[i])
1250         {
1251         case 'E':
1252           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1253             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1254           break;
1255
1256         case 'e':
1257           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1258           break;
1259         }
1260     }
1261 }
1262 \f
1263 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1264    aside from those mentioned in the equivalent value.
1265    If there are none, return 0.
1266    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1267
1268 static rtx
1269 libcall_other_reg (insn, equiv)
1270      rtx insn, equiv;
1271 {
1272   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1273   rtx p = XEXP (note, 0);
1274   rtx output = 0;
1275
1276   /* First, find all the regs used in the libcall block
1277      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1278
1279   while (p != insn)
1280     {
1281       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1282           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1283         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1284       p = NEXT_INSN (p);
1285     }
1286
1287   return output;
1288 }
1289 \f
1290 /* Return 1 if all uses of REG
1291    are between INSN and the end of the basic block.  */
1292
1293 static int 
1294 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1295      rtx insn, reg;
1296 {
1297   int regno = REGNO (reg);
1298   rtx p;
1299
1300   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1301     return 0;
1302
1303   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1304   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1305     {
1306       switch (GET_CODE (p))
1307         {
1308         case NOTE:
1309           break;
1310
1311         case INSN:
1312         case CALL_INSN:
1313           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1314           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1315             return 1;
1316           break;
1317
1318         case JUMP_INSN:
1319           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1320           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1321             return 1;
1322           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1323           return 0;
1324
1325         case CODE_LABEL:
1326         case BARRIER:
1327           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1328           return 0;
1329           
1330         default:
1331           break;
1332         }
1333     }
1334
1335   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1336   abort ();
1337 }
1338 \f
1339 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1340    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1341    value directly or can contain a library call.  */
1342
1343 static int
1344 libcall_benefit (last)
1345      rtx last;
1346 {
1347   rtx insn;
1348   int benefit = 0;
1349
1350   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1351        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1352     {
1353       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1354         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1355                                    routine.  */
1356       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1357                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1358                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1359         benefit++;
1360     }
1361
1362   return benefit;
1363 }
1364 \f
1365 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1366
1367 static rtx
1368 skip_consec_insns (insn, count)
1369      rtx insn;
1370      int count;
1371 {
1372   for (; count > 0; count--)
1373     {
1374       rtx temp;
1375
1376       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1377       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1378          be an insn here.  */
1379       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1380           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1381         insn = XEXP (temp, 0);
1382
1383       do insn = NEXT_INSN (insn);
1384       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1385     }
1386
1387   return insn;
1388 }
1389
1390 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1391    which is part of another movable.
1392    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1393    was made later and so appears later on the chain.  */
1394
1395 static void
1396 ignore_some_movables (movables)
1397      struct movable *movables;
1398 {
1399   register struct movable *m, *m1;
1400
1401   for (m = movables; m; m = m->next)
1402     {
1403       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1404       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1405       if (note)
1406         {
1407           rtx insn;
1408           /* Check for earlier movables inside that range,
1409              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1410              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1411              Rather than reject all such insns from movables, we just
1412              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1413              libcalls aren't that common).  */
1414           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1415             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1416               if (m1->insn == insn)
1417                 m1->done = 1;
1418         }
1419     }
1420 }         
1421
1422 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1423    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1424    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1425    since the second can be moved only if the first is.  */
1426
1427 static void
1428 force_movables (movables)
1429      struct movable *movables;
1430 {
1431   register struct movable *m, *m1;
1432   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1433     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1434     if (!m1->partial && !m1->done)
1435       {
1436         int regno = m1->regno;
1437         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1438           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1439              register of M1 to be used after this insn?
1440              Since CSE does not update regno_last_uid,
1441              this insn M->insn might not be where it dies.
1442              But very likely this doesn't matter; what matters is
1443              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1444           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1445               && !m->done)
1446             break;
1447         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1448             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1449             && m->consec == 0)
1450           m = 0;
1451
1452         /* Increase the priority of the moving the first insn
1453            since it permits the second to be moved as well.  */
1454         if (m != 0)
1455           {
1456             m->forces = m1;
1457             m1->lifetime += m->lifetime;
1458             m1->savings += m->savings;
1459           }
1460       }
1461 }
1462 \f
1463 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1464    one register.  */
1465
1466 static void
1467 combine_movables (movables, nregs)
1468      struct movable *movables;
1469      int nregs;
1470 {
1471   register struct movable *m;
1472   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1473   enum machine_mode mode;
1474
1475   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1476      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1477   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1478
1479   for (m = movables; m; m = m->next)
1480     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_used, m->regno) == 1 && !m->partial)
1481       {
1482         register struct movable *m1;
1483         int regno = m->regno;
1484
1485         bzero (matched_regs, nregs);
1486         matched_regs[regno] = 1;
1487
1488         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1489            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1490         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1491           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_used, m1->regno) == 1
1492               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1493               && !m1->global
1494               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1495               && !m1->partial
1496               && (matched_regs[m1->regno]
1497                   ||
1498                   (
1499                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1500                       same constant only if the modes are the same or
1501                       if both are integer modes with M wider or the same
1502                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1503                       safe, since the only case of differing destination
1504                       modes with equal sources is when both sources are
1505                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1506                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1507                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1508                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1509                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1510                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1511                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1512                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1513                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1514                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1515                                                 movables))))
1516               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1517                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1518             {
1519               m->lifetime += m1->lifetime;
1520               m->savings += m1->savings;
1521               m1->done = 1;
1522               m1->match = m;
1523               matched_regs[m1->regno] = 1;
1524             }
1525       }
1526
1527   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1528      This can be done for those not marked `global'
1529      provided their lives don't overlap.  */
1530
1531   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1532        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1533     {
1534       register struct movable *m0 = 0;
1535
1536       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1537          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1538       for (m = movables; m; m = m->next)
1539         if (m->partial && ! m->global
1540             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1541           {
1542             register struct movable *m1;
1543             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1544             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1545
1546             if (m0 == 0)
1547               {
1548                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1549                 m0 = m;
1550                   continue;
1551               }
1552
1553             /* Make sure they extend to the same mode.
1554                (Almost always true.)  */
1555             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1556                 continue;
1557
1558             /* We already have one: check for overlap with those
1559                already combined together.  */
1560             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1561               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1562                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1563                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1564                   goto overlap;
1565
1566             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1567             m0->lifetime += m->lifetime;
1568             m0->savings += m->savings;
1569             m->done = 1;
1570             m->match = m0;
1571
1572           overlap: ;
1573           }
1574     }
1575 }
1576 \f
1577 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1578
1579 static int
1580 regs_match_p (x, y, movables)
1581      rtx x, y;
1582      struct movable *movables;
1583 {
1584   int xn = REGNO (x);
1585   int yn = REGNO (y);
1586   struct movable *mx, *my;
1587
1588   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1589     if (mx->regno == xn)
1590       break;
1591
1592   for (my = movables; my; my = my->next)
1593     if (my->regno == yn)
1594       break;
1595
1596   return (mx && my
1597           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1598               || mx->match == my
1599               || mx == my->match));
1600 }
1601
1602 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1603    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1604
1605    If two registers are matching movables or a movable register and an
1606    equivalent constant, consider them equal.  */
1607
1608 static int
1609 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1610      rtx x, y;
1611      struct movable *movables;
1612 {
1613   register int i;
1614   register int j;
1615   register struct movable *m;
1616   register enum rtx_code code;
1617   register char *fmt;
1618
1619   if (x == y)
1620     return 1;
1621   if (x == 0 || y == 0)
1622     return 0;
1623
1624   code = GET_CODE (x);
1625
1626   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1627      equal.  */
1628   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (x)) == -2
1629       && CONSTANT_P (y))
1630     {
1631       for (m = movables; m; m = m->next)
1632         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1633             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1634           return 1;
1635     }
1636   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (y)) == -2
1637            && CONSTANT_P (x))
1638     {
1639       for (m = movables; m; m = m->next)
1640         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1641             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1642           return 1;
1643     }
1644
1645   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1646   if (code != GET_CODE (y))
1647     return 0;
1648
1649   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1650      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1651
1652   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1653     return 0;
1654
1655   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1656   if (code == REG)
1657     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1658
1659   if (code == LABEL_REF)
1660     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1661   if (code == SYMBOL_REF)
1662     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1663
1664   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1665      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1666
1667   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1668   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1669     {
1670       switch (fmt[i])
1671         {
1672         case 'w':
1673           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1674             return 0;
1675           break;
1676
1677         case 'i':
1678           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1679             return 0;
1680           break;
1681
1682         case 'E':
1683           /* Two vectors must have the same length.  */
1684           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1685             return 0;
1686
1687           /* And the corresponding elements must match.  */
1688           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1689             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1690               return 0;
1691           break;
1692
1693         case 'e':
1694           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1695             return 0;
1696           break;
1697
1698         case 's':
1699           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1700             return 0;
1701           break;
1702
1703         case 'u':
1704           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1705           break;
1706
1707         case '0':
1708           break;
1709
1710           /* It is believed that rtx's at this level will never
1711              contain anything but integers and other rtx's,
1712              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1713         default:
1714           abort ();
1715         }
1716     }
1717   return 1;
1718 }
1719 \f
1720 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1721   insns in INSNS which use thet reference.  */
1722
1723 static void
1724 add_label_notes (x, insns)
1725      rtx x;
1726      rtx insns;
1727 {
1728   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1729   int i, j;
1730   char *fmt;
1731   rtx insn;
1732
1733   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1734     {
1735       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1736          avoid flow generating (slighly) worse code.
1737
1738          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1739          mark_jump_label for additional information).  */
1740       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1741         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1742           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1743                                                 REG_NOTES (insn));
1744     }
1745
1746   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1747   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1748     {
1749       if (fmt[i] == 'e')
1750         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1751       else if (fmt[i] == 'E')
1752         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1753           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1754     }
1755 }
1756 \f
1757 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1758    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1759    other throughout.  */
1760
1761 static void
1762 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1763      struct movable *movables;
1764      int threshold;
1765      int insn_count;
1766      rtx loop_start;
1767      rtx end;
1768      int nregs;
1769 {
1770   rtx new_start = 0;
1771   register struct movable *m;
1772   register rtx p;
1773   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1774      when we move several insns that load the same value
1775      into different pseudo-registers.  */
1776   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1777   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1778
1779   bzero (already_moved, nregs);
1780   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1781
1782   num_movables = 0;
1783
1784   for (m = movables; m; m = m->next)
1785     {
1786       /* Describe this movable insn.  */
1787
1788       if (loop_dump_stream)
1789         {
1790           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1791                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1792           if (m->consec > 0)
1793             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1794           if (m->cond)
1795             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1796           if (m->force)
1797             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1798           if (m->global)
1799             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1800           if (m->done)
1801             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1802           if (m->move_insn)
1803             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1804           if (m->match)
1805             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1806                      INSN_UID (m->match->insn));
1807           if (m->forces)
1808             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1809                      INSN_UID (m->forces->insn));
1810         }
1811
1812       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1813       num_movables++;
1814
1815       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1816          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1817
1818       if (!m->done
1819           && (! m->cond
1820               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1821                   && (m->dependencies == 0
1822                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1823                   && (m->consec == 0
1824                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1825                                                        m->consec + 1,
1826                                                        m->insn))))
1827           && (! m->forces || m->forces->done))
1828         {
1829           register int regno;
1830           register rtx p;
1831           int savings = m->savings;
1832
1833           /* We have an insn that is safe to move.
1834              Compute its desirability.  */
1835
1836           p = m->insn;
1837           regno = m->regno;
1838
1839           if (loop_dump_stream)
1840             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1841
1842           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1843             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1844
1845           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1846              which is safe only if this one is moved too: that is,
1847              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1848
1849           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1850              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1851              If it's not desirable, it means the loop is so big
1852              that moving won't speed things up much,
1853              and it is liable to make register usage worse.  */
1854
1855           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1856              extra cost because something else was already moved.  */
1857
1858           if (already_moved[regno]
1859               || flag_move_all_movables
1860               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1861                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1862               || (m->forces && m->forces->done
1863                   && VARRAY_INT (n_times_used, m->forces->regno) == 1))
1864             {
1865               int count;
1866               register struct movable *m1;
1867               rtx first;
1868
1869               /* Now move the insns that set the reg.  */
1870
1871               if (m->partial && m->match)
1872                 {
1873                   rtx newpat, i1;
1874                   rtx r1, r2;
1875                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1876                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1877                      And that reg is loaded with 0 directly,
1878                      since it has ->match == 0.  */
1879                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1880                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1881                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1882                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1883
1884                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1885                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1886                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1887                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1888                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1889                   regs_may_share
1890                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1891                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1892                                                             regs_may_share));
1893                   delete_insn (m->insn);
1894
1895                   if (new_start == 0)
1896                     new_start = i1;
1897
1898                   if (loop_dump_stream)
1899                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1900                 }
1901               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1902                  new move insn, first delete what we have and then emit
1903                  the move insn before the loop.  */
1904               else if (m->move_insn)
1905                 {
1906                   rtx i1, temp;
1907
1908                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1909                     {
1910                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1911                          skip to the end.  */
1912                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1913                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1914                         p = XEXP (temp, 0);
1915
1916                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1917                          delete every insn in the sequence except the last.
1918                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1919                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1920                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1921                         {
1922                           temp = XEXP (temp, 0);
1923                           while (temp != p)
1924                             temp = delete_insn (temp);
1925                         }
1926
1927                       temp = p;
1928                       p = delete_insn (p);
1929
1930                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1931                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1932                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1933                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1934                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1935                          insn stream.  */
1936                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1937                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1938                     }
1939
1940                   start_sequence ();
1941                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1942                   temp = get_insns ();
1943                   end_sequence ();
1944
1945                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1946
1947                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1948                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1949                     REG_NOTES (i1)
1950                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1951                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1952
1953                   if (loop_dump_stream)
1954                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1955
1956                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1957                   threshold -= 3;
1958                 }
1959               else
1960                 {
1961                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1962                     {
1963                       rtx i1, temp;
1964
1965                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1966                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1967                          be an insn here.  */
1968                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1969                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1970                         p = XEXP (temp, 0);
1971
1972                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1973                          insns except the last before the loop.  The last
1974                          insn is handled in the normal manner.  */
1975                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1976                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1977                         {
1978                           rtx fn_address = 0;
1979                           rtx fn_reg = 0;
1980                           rtx fn_address_insn = 0;
1981
1982                           first = 0;
1983                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1984                                temp = NEXT_INSN (temp))
1985                             {
1986                               rtx body;
1987                               rtx n;
1988                               rtx next;
1989
1990                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1991                                 continue;
1992
1993                               body = PATTERN (temp);
1994
1995                               /* Find the next insn after TEMP,
1996                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1997                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1998                                    next = NEXT_INSN (next))
1999                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
2000                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
2001                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
2002                                   break;
2003                               
2004                               /* If that is the call, this may be the insn
2005                                  that loads the function address.
2006
2007                                  Extract the function address from the insn
2008                                  that loads it into a register.
2009                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
2010
2011                                  So emit a new move insn that copies the
2012                                  function address into the register that the
2013                                  call insn will use.  flow.c will delete any
2014                                  redundant stores that we have created.  */
2015                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
2016                                   && GET_CODE (body) == SET
2017                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
2018                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
2019                                                          NULL_RTX)))
2020                                 {
2021                                   fn_reg = SET_SRC (body);
2022                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
2023                                     fn_reg = SET_DEST (body);
2024                                   fn_address = XEXP (n, 0);
2025                                   fn_address_insn = temp;
2026                                 }
2027                               /* We have the call insn.
2028                                  If it uses the register we suspect it might,
2029                                  load it with the correct address directly.  */
2030                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2031                                   && fn_address != 0
2032                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2033                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2034                                                                 fn_address),
2035                                                  fn_address_insn);
2036
2037                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2038                                 {
2039                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2040                                   /* Because the USAGE information potentially
2041                                      contains objects other than hard registers
2042                                      we need to copy it.  */
2043                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2044                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2045                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2046                                 }
2047                               else
2048                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2049                               if (first == 0)
2050                                 first = i1;
2051                               if (temp == fn_address_insn)
2052                                 fn_address_insn = i1;
2053                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2054                               delete_insn (temp);
2055                             }
2056                         }
2057                       if (m->savemode != VOIDmode)
2058                         {
2059                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2060                              the bits that are not covered by the mode
2061                              m->savemode.  */
2062                           rtx reg = m->set_dest;
2063                           rtx sequence;
2064                           rtx tem;
2065                       
2066                           start_sequence ();
2067                           tem = expand_binop
2068                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2069                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2070                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2071                                       - 1),
2072                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2073                           if (tem == 0)
2074                             abort ();
2075                           if (tem != reg)
2076                             emit_move_insn (reg, tem);
2077                           sequence = gen_sequence ();
2078                           end_sequence ();
2079                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2080                         }
2081                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2082                         {
2083                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2084                           /* Because the USAGE information potentially
2085                              contains objects other than hard registers
2086                              we need to copy it.  */
2087                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2088                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2089                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2090                         }
2091                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2092                         {
2093                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2094                              use the REG_EQUAL note.  */
2095                           start_sequence ();
2096                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2097                           temp = get_insns ();
2098                           end_sequence ();
2099
2100                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2101
2102                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2103                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2104                             REG_NOTES (i1)
2105                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2106                                                     : REG_EQUAL),
2107                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2108                         }
2109                       else
2110                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2111
2112                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2113                         {
2114                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2115
2116                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2117                              is not loop invariant, then delete it, since it
2118                              may cause problems with later optimization passes.
2119                              It is possible for cse to create such notes
2120                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2121                       
2122                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2123                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2124                             remove_note (i1, temp);
2125                         }
2126
2127                       if (new_start == 0)
2128                         new_start = i1;
2129
2130                       if (loop_dump_stream)
2131                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2132                                  INSN_UID (i1));
2133
2134                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2135                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2136                          and REG_RETVAL on I1.  */
2137                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2138                         {
2139                           XEXP (temp, 0) = first;
2140                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2141                           XEXP (temp, 0) = i1;
2142                         }
2143
2144                       temp = p;
2145                       delete_insn (p);
2146                       p = NEXT_INSN (p);
2147
2148                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2149                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2150                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2151                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2152                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2153                          insn stream.  */
2154                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2155                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2156                     }
2157
2158                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2159                   threshold -= 3;
2160                 }
2161
2162               /* Any other movable that loads the same register
2163                  MUST be moved.  */
2164               already_moved[regno] = 1;
2165
2166               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2167               moved_once[regno] = 1;
2168
2169               /* The reg set here is now invariant.  */
2170               if (! m->partial)
2171                 VARRAY_INT (n_times_set, regno) = 0;
2172
2173               m->done = 1;
2174
2175               /* Change the length-of-life info for the register
2176                  to say it lives at least the full length of this loop.
2177                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2178
2179               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2180                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2181                    We can't use the moved insn because it is out of range
2182                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2183                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2184               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2185                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2186
2187               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2188
2189               if (! m->partial)
2190                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2191                   if (m1->match == m)
2192                     {
2193                       rtx temp;
2194
2195                       /* Schedule the reg loaded by M1
2196                          for replacement so that shares the reg of M.
2197                          If the modes differ (only possible in restricted
2198                          circumstances, make a SUBREG.  */
2199                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2200                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2201                       else
2202                         reg_map[m1->regno]
2203                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2204                                                 m->set_dest);
2205                     
2206                       /* Get rid of the matching insn
2207                          and prevent further processing of it.  */
2208                       m1->done = 1;
2209
2210                       /* if library call, delete all insn except last, which
2211                          is deleted below */
2212                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2213                                                  NULL_RTX)))
2214                         {
2215                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2216                                temp = NEXT_INSN (temp))
2217                             delete_insn (temp);
2218                         }
2219                       delete_insn (m1->insn);
2220
2221                       /* Any other movable that loads the same register
2222                          MUST be moved.  */
2223                       already_moved[m1->regno] = 1;
2224
2225                       /* The reg merged here is now invariant,
2226                          if the reg it matches is invariant.  */
2227                       if (! m->partial)
2228                         VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) = 0;
2229                     }
2230             }
2231           else if (loop_dump_stream)
2232             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2233         }
2234       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2235         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2236
2237       if (loop_dump_stream)
2238         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2239     }
2240
2241   if (new_start == 0)
2242     new_start = loop_start;
2243
2244   /* Go through all the instructions in the loop, making
2245      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2246   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2247     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2248         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2249       {
2250         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2251         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2252         INSN_CODE (p) = -1;
2253       }
2254 }
2255 \f
2256 #if 0
2257 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2258    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2259
2260 static void
2261 replace_call_address (x, reg, addr)
2262      rtx x, reg, addr;
2263 {
2264   register enum rtx_code code;
2265   register int i;
2266   register char *fmt;
2267
2268   if (x == 0)
2269     return;
2270   code = GET_CODE (x);
2271   switch (code)
2272     {
2273     case PC:
2274     case CC0:
2275     case CONST_INT:
2276     case CONST_DOUBLE:
2277     case CONST:
2278     case SYMBOL_REF:
2279     case LABEL_REF:
2280     case REG:
2281       return;
2282
2283     case SET:
2284       /* Short cut for very common case.  */
2285       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2286       return;
2287
2288     case CALL:
2289       /* Short cut for very common case.  */
2290       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2291       return;
2292
2293     case MEM:
2294       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2295          something is wrong.  */
2296       if (XEXP (x, 0) != reg)
2297         abort ();
2298       XEXP (x, 0) = addr;
2299       return;
2300       
2301     default:
2302       break;
2303     }
2304
2305   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2306   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2307     {
2308       if (fmt[i] == 'e')
2309         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2310       if (fmt[i] == 'E')
2311         {
2312           register int j;
2313           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2314             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2315         }
2316     }
2317 }
2318 #endif
2319 \f
2320 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2321    in the rtx X.  */
2322
2323 static int
2324 count_nonfixed_reads (x)
2325      rtx x;
2326 {
2327   register enum rtx_code code;
2328   register int i;
2329   register char *fmt;
2330   int value;
2331
2332   if (x == 0)
2333     return 0;
2334
2335   code = GET_CODE (x);
2336   switch (code)
2337     {
2338     case PC:
2339     case CC0:
2340     case CONST_INT:
2341     case CONST_DOUBLE:
2342     case CONST:
2343     case SYMBOL_REF:
2344     case LABEL_REF:
2345     case REG:
2346       return 0;
2347
2348     case MEM:
2349       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2350               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2351       
2352     default:
2353       break;
2354     }
2355
2356   value = 0;
2357   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2358   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2359     {
2360       if (fmt[i] == 'e')
2361         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2362       if (fmt[i] == 'E')
2363         {
2364           register int j;
2365           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2366             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2367         }
2368     }
2369   return value;
2370 }
2371
2372 \f
2373 #if 0
2374 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2375    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2376    if the machine supports such an instruction,
2377    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2378
2379 static void
2380 constant_high_bytes (p, loop_start)
2381      rtx p, loop_start;
2382 {
2383   register rtx new;
2384   register int insn_code_number;
2385
2386   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2387      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2388
2389   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2390                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2391                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2392                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2393                                    0)),
2394                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2395   insn_code_number = recog (new, p);
2396
2397   if (insn_code_number)
2398     {
2399       register int i;
2400
2401       /* Clear destination register before the loop.  */
2402       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2403                                      const0_rtx),
2404                         loop_start);
2405
2406       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2407       PATTERN (p) = new;
2408     }
2409 }
2410 #endif
2411 \f
2412 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2413    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed', `loop_has_call',
2414    and `loop_has_volatile'.  Also, fill in the arrays `loop_mems' and
2415    `loop_store_mems'.  */
2416
2417 static void
2418 prescan_loop (start, end)
2419      rtx start, end;
2420 {
2421   register int level = 1;
2422   rtx insn;
2423   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2424   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2425      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2426      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2427      might end up between the two.  */
2428   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2429   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2430     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2431
2432   unknown_address_altered = 0;
2433   loop_has_call = 0;
2434   loop_has_volatile = 0;
2435   loop_store_mems_idx = 0;
2436   loop_mems_idx = 0;
2437
2438   num_mem_sets = 0;
2439   loops_enclosed = 1;
2440   loop_continue = 0;
2441
2442   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2443        insn = NEXT_INSN (insn))
2444     {
2445       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2446         {
2447           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2448             {
2449               ++level;
2450               /* Count number of loops contained in this one.  */
2451               loops_enclosed++;
2452             }
2453           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2454             {
2455               --level;
2456               if (level == 0)
2457                 {
2458                   end = insn;
2459                   break;
2460                 }
2461             }
2462           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2463             {
2464               if (level == 1)
2465                 loop_continue = insn;
2466             }
2467         }
2468       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2469         {
2470           if (! CONST_CALL_P (insn))
2471             unknown_address_altered = 1;
2472           loop_has_call = 1;
2473         }
2474       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2475         {
2476           rtx label1 = NULL_RTX;
2477           rtx label2 = NULL_RTX;
2478
2479           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2480             loop_has_volatile = 1;
2481           
2482           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2483
2484           if (!loop_has_multiple_exit_targets
2485               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2486               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2487               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2488             {
2489               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2490                 {
2491                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2492                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2493                 }
2494               else
2495                 {
2496                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2497                 }
2498
2499               do {
2500                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2501                   {
2502                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2503                       {
2504                         /* Something tricky.  */
2505                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2506                         break;
2507                       }
2508                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2509                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2510                       {
2511                         /* A jump outside the current loop.  */
2512                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2513                         break;
2514                       }
2515                   }
2516
2517                 label1 = label2;
2518                 label2 = NULL_RTX;
2519               } while (label1);
2520             }
2521         }
2522       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2523         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2524     }
2525
2526   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2527   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2528       !unknown_address_altered 
2529       /* An exception thrown by a called function might land us
2530          anywhere.  */
2531       && !loop_has_call
2532       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2533          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2534          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2535          require actual function calls.  */
2536       && !current_function_calls_alloca
2537       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2538          end.  */
2539       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2540     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2541          insn = NEXT_INSN (insn))
2542       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2543 }
2544 \f
2545 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2546    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2547    to from outside the loop.  */
2548
2549 static void
2550 find_and_verify_loops (f)
2551      rtx f;
2552 {
2553   rtx insn, label;
2554   int current_loop = -1;
2555   int next_loop = -1;
2556   int loop;
2557
2558   /* If there are jumps to undefined labels,
2559      treat them as jumps out of any/all loops.
2560      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2561   uid_loop_num[0] = -1;
2562
2563   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2564      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2565
2566   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2567     {
2568       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2569         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2570           {
2571           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2572             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2573             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2574             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2575             loop_invalid[next_loop] = 0;
2576             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2577             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2578             current_loop = next_loop;
2579             break;
2580
2581           case NOTE_INSN_SETJMP:
2582             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2583                enclosing loop.  */
2584             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2585               {
2586                 loop_invalid[loop] = 1;
2587                 if (loop_dump_stream)
2588                   fprintf (loop_dump_stream,
2589                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2590                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2591               }
2592             break;
2593
2594           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2595             if (current_loop == -1)
2596               abort ();
2597
2598             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2599             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2600             break;
2601
2602           default:
2603             break;
2604           }
2605
2606       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2607          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2608       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2609     }
2610
2611   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2612      because it can be jumped into from anywhere.  */
2613
2614   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2615     {
2616       int loop_num;
2617
2618       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2619            loop_num != -1;
2620            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2621         loop_invalid[loop_num] = 1;
2622     }
2623
2624   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2625      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2626
2627   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2628     {
2629       int loop_num;
2630
2631       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2632            loop_num != -1;
2633            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2634         loop_invalid[loop_num] = 1;
2635     }
2636
2637   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2638      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2639      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2640      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2641      anywhere.
2642
2643      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2644      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2645      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2646      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2647      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2648      possible second cse pass.  */
2649
2650   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2651     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2652       {
2653         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2654
2655         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2656           {
2657             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2658             if (note)
2659               {
2660                 int loop_num;
2661
2662                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2663                      loop_num != -1;
2664                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2665                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2666               }
2667           }
2668
2669         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2670           continue;
2671
2672         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2673
2674         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2675         if (this_loop_num != -1
2676             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2677                 || (simplejump_p (insn)
2678                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2679                         != this_loop_num)))
2680             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2681           {
2682             rtx p;
2683             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2684             int dest_loop;
2685             int outer_loop = -1;
2686
2687             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2688                or a JUMP_INSN.  */
2689             for (p = PREV_INSN (insn);
2690                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2691                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2692                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2693                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2694                  p = PREV_INSN (p))
2695               ;
2696
2697             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2698                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2699
2700             if (JUMP_LABEL (insn))
2701               {
2702                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2703                 if (dest_loop != -1)
2704                   {
2705                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2706                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2707                       if (outer_loop == this_loop_num)
2708                         break;
2709                   }
2710               }
2711
2712             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2713
2714             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2715                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2716               outer_loop = this_loop_num;
2717
2718             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2719                we have a block of code to try to move.
2720
2721                We look backward and then forward from the target of INSN
2722                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2723                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2724                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2725                and move the block of code to the spot we found.  */
2726
2727             if (outer_loop == -1
2728                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2729                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2730                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2731                    These always indicate compilation errors.  */
2732                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2733                 && condjump_p (p)
2734                 && ! simplejump_p (p)
2735                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2736               {
2737                 rtx target
2738                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2739                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2740                 rtx loc;
2741
2742                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2743                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2744                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2745                     break;
2746
2747                 if (loc == 0)
2748                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2749                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2750                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2751                       break;
2752
2753                 if (loc)
2754                   {
2755                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2756                     rtx new_label = get_label_after (p);
2757
2758                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2759                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2760
2761                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2762                        we can invert P.  */
2763                    if (invert_jump (p, new_label))
2764                      {
2765                        rtx q, r;
2766
2767                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2768                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2769                           path, we'll need to insert an jump around our block
2770                           and a add a BARRIER before TARGET.
2771
2772                           This creates an extra unconditional jump outside
2773                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2774                           executed instructions from inside the loop usually
2775                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2776                           outside the loop.  */
2777                        if (loc == 0)
2778                          {
2779                            rtx temp;
2780
2781                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2782                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2783                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2784                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2785                            loc = emit_barrier_before (target);
2786                          }
2787
2788                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2789                           block after LOC.  */
2790                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2791                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2792
2793                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2794                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2795                             q = NEXT_INSN (q))
2796                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2797
2798                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2799                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2800                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2801                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2802                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2803                        if (JUMP_LABEL (insn))
2804                          {
2805                            int loop_num;
2806
2807                            for (q = 0,
2808                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2809                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2810                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2811                                {
2812                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2813                                  if (q)
2814                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2815                                  else
2816                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2817                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2818                                  break;
2819                                }
2820
2821                            for (loop_num = this_loop_num;
2822                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2823                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2824                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2825
2826                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2827                            if (! r)
2828                              abort ();
2829                          }
2830
2831                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2832                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2833                           The easiest way to do this is to just call
2834                           mark_loop_jump again for P.  */
2835                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2836
2837                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2838                           delete INSN.  */
2839                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2840                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2841                                == next_real_insn (insn)))
2842                          delete_insn (insn);
2843                      }
2844
2845                     /* Continue the loop after where the conditional
2846                        branch used to jump, since the only branch insn
2847                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2848                        branch and hence needs no processing.  */
2849                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2850
2851                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2852                       delete_insn (cond_label);
2853
2854                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2855                     insn = PREV_INSN (insn);
2856                   }
2857               }
2858           }
2859       }
2860 }
2861
2862 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2863    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2864
2865    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2866
2867 static void
2868 mark_loop_jump (x, loop_num)
2869      rtx x;
2870      int loop_num;
2871 {
2872   int dest_loop;
2873   int outer_loop;
2874   int i;
2875
2876   switch (GET_CODE (x))
2877     {
2878     case PC:
2879     case USE:
2880     case CLOBBER:
2881     case REG:
2882     case MEM:
2883     case CONST_INT:
2884     case CONST_DOUBLE:
2885     case RETURN:
2886       return;
2887
2888     case CONST:
2889       /* There could be a label reference in here.  */
2890       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2891       return;
2892
2893     case PLUS:
2894     case MINUS:
2895     case MULT:
2896       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2897       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2898       return;
2899
2900     case SIGN_EXTEND:
2901     case ZERO_EXTEND:
2902       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2903       return;
2904
2905     case LABEL_REF:
2906       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2907
2908       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2909          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2910          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2911          false.  */
2912
2913       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
2914          since this does not count as a loop exit.  */
2915       if (dest_loop != -1)
2916         {
2917           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2918                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2919             if (outer_loop == loop_num)
2920               break;
2921         }
2922       else
2923         outer_loop = -1;
2924
2925       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
2926         {
2927           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2928           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2929           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2930
2931           for (outer_loop = loop_num;
2932                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
2933                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2934             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
2935         }
2936
2937       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2938          by it, it invalidates at least one loop.  */
2939
2940       if (dest_loop == -1)
2941         return;
2942
2943       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2944          label, except those that also contain the jump insn.  */
2945
2946       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2947         {
2948           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2949           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2950                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2951             if (dest_loop == outer_loop)
2952               return;
2953
2954           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2955           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2956             fprintf (loop_dump_stream,
2957                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2958                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2959           
2960           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2961         }
2962       return;
2963
2964     case SET:
2965       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2966       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2967         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2968       return;
2969
2970     case IF_THEN_ELSE:
2971       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2972       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2973       return;
2974
2975     case PARALLEL:
2976     case ADDR_VEC:
2977       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2978         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2979       return;
2980
2981     case ADDR_DIFF_VEC:
2982       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2983         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2984       return;
2985
2986     default:
2987       /* Treat anything else (such as a symbol_ref)
2988          as a branch out of this loop, but not into any loop.  */
2989
2990       if (loop_num != -1)
2991         {
2992 #ifdef HAIFA
2993           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2994           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2995 #endif  /* HAIFA */
2996
2997           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2998
2999           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3000                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3001             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3002         }
3003       return;
3004     }
3005 }
3006 \f
3007 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3008    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3009    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3010    been previously created by loop.c).  */
3011
3012 static int
3013 labels_in_range_p (insn, end)
3014      rtx insn;
3015      int end;
3016 {
3017   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3018     {
3019       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3020         return 1;
3021       insn = NEXT_INSN (insn);
3022     }
3023
3024   return 0;
3025 }
3026
3027 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3028
3029 static void
3030 note_addr_stored (x, y)
3031      rtx x;
3032      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3033 {
3034   register int i;
3035
3036   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3037     return;
3038
3039   /* Count number of memory writes.
3040      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3041   num_mem_sets++;
3042
3043   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3044   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3045     unknown_address_altered = 1;
3046
3047   if (unknown_address_altered)
3048     return;
3049
3050   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
3051     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
3052         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
3053       {
3054         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
3055            wider reference.  */
3056         if (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
3057             > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i])))
3058           loop_store_mems[i] = x;
3059         break;
3060       }
3061
3062   if (i == NUM_STORES)
3063     unknown_address_altered = 1;
3064
3065   else if (i == loop_store_mems_idx)
3066     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
3067 }
3068 \f
3069 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3070
3071    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3072
3073    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3074    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3075    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3076
3077 int
3078 invariant_p (x)
3079      register rtx x;
3080 {
3081   register int i;
3082   register enum rtx_code code;
3083   register char *fmt;
3084   int conditional = 0;
3085
3086   if (x == 0)
3087     return 1;
3088   code = GET_CODE (x);
3089   switch (code)
3090     {
3091     case CONST_INT:
3092     case CONST_DOUBLE:
3093     case SYMBOL_REF:
3094     case CONST:
3095       return 1;
3096
3097     case LABEL_REF:
3098       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3099          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3100          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3101          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3102          the address of this label into a register might get moved outside
3103          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3104
3105          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3106          labels.  */
3107       if (flag_unroll_loops)
3108         return 0;
3109       else
3110         return 1;
3111
3112     case PC:
3113     case CC0:
3114     case UNSPEC_VOLATILE:
3115       return 0;
3116
3117     case REG:
3118       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3119          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3120
3121       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3122            || x == arg_pointer_rtx)
3123           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3124         return 1;
3125
3126       if (loop_has_call
3127           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3128         return 0;
3129
3130       if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (x)) < 0)
3131         return 2;
3132
3133       return VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (x)) == 0;
3134
3135     case MEM:
3136       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3137          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3138          will be rejected also.  */
3139       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3140         return 0;
3141
3142       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3143          invariant if their address is.  */
3144       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3145         break;
3146
3147       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
3148          in memory could have been clobbered.  */
3149       if (unknown_address_altered)
3150         return 0;
3151
3152       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3153       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
3154         if (true_dependence (loop_store_mems[i], VOIDmode, x, rtx_varies_p))
3155           return 0;
3156
3157       /* It's not invalidated by a store in memory
3158          but we must still verify the address is invariant.  */
3159       break;
3160
3161     case ASM_OPERANDS:
3162       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3163       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3164         return 0;
3165       break;
3166       
3167     default:
3168       break;
3169     }
3170
3171   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3172   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3173     {
3174       if (fmt[i] == 'e')
3175         {
3176           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3177           if (tem == 0)
3178             return 0;
3179           if (tem == 2)
3180             conditional = 1;
3181         }
3182       else if (fmt[i] == 'E')
3183         {
3184           register int j;
3185           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3186             {
3187               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3188               if (tem == 0)
3189                 return 0;
3190               if (tem == 2)
3191                 conditional = 1;
3192             }
3193
3194         }
3195     }
3196
3197   return 1 + conditional;
3198 }
3199
3200 \f
3201 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3202    are INSN and the immediately following insns,
3203    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3204    (not counting uses of REG in them).
3205
3206    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3207
3208    We assume that INSN itself is the first set of REG
3209    and that its source is invariant.  */
3210
3211 static int
3212 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3213      int n_sets;
3214      rtx reg, insn;
3215 {
3216   register rtx p = insn;
3217   register int regno = REGNO (reg);
3218   rtx temp;
3219   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3220   int count = n_sets - 1;
3221   int old = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
3222   int value = 0;
3223   int this;
3224
3225   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3226   if (n_sets == 127)
3227     return 0;
3228
3229   VARRAY_INT (n_times_set, regno) = 0;
3230
3231   while (count > 0)
3232     {
3233       register enum rtx_code code;
3234       rtx set;
3235
3236       p = NEXT_INSN (p);
3237       code = GET_CODE (p);
3238
3239       /* If library call, skip to end of it.  */
3240       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3241         p = XEXP (temp, 0);
3242
3243       this = 0;
3244       if (code == INSN
3245           && (set = single_set (p))
3246           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3247           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3248         {
3249           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3250           if (this != 0)
3251             value |= this;
3252           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3253             {
3254               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3255                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3256                  notes are OK.  */
3257               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3258                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3259                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3260               if (this != 0)
3261                 value |= this;
3262             }
3263         }
3264       if (this != 0)
3265         count--;
3266       else if (code != NOTE)
3267         {
3268           VARRAY_INT (n_times_set, regno) = old;
3269           return 0;
3270         }
3271     }
3272
3273   VARRAY_INT (n_times_set, regno) = old;
3274   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3275   return 1 + (value & 2);
3276 }
3277
3278 #if 0
3279 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3280    to be moved, so we no longer test it.  */
3281
3282 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3283    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3284
3285 static int
3286 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3287      rtx reg, insn;
3288      short *table;
3289 {
3290   register rtx p = insn;
3291   register int regno = REGNO (reg);
3292
3293   while (1)
3294     {
3295       register enum rtx_code code;
3296       p = NEXT_INSN (p);
3297       code = GET_CODE (p);
3298       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3299         return 1;
3300       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3301           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3302           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3303         {
3304           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3305             return 0;
3306         }
3307     }
3308 }
3309 #endif /* 0 */
3310 \f
3311 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3312    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3313    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3314
3315 static void
3316 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3317      rtx insn;
3318      rtx x;
3319      varray_type usage;
3320 {
3321   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3322   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3323   int i, j;
3324
3325   if (code == REG)
3326     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3327       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0 
3328          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3329         ? const0_rtx : insn;
3330
3331   else if (code == SET)
3332     {
3333       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3334          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3335          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
3336          for it.  */
3337       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3338         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3339       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3340     }
3341   else
3342     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3343       {
3344         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3345           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3346         else if (fmt[i] == 'E')
3347           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3348             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3349       }
3350 }
3351 \f
3352 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
3353    that is modified by an insn between FROM and TO.
3354    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
3355    stop incrementing it, to avoid overflow.
3356
3357    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3358    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3359    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3360    in which case this processing is not done.
3361
3362    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3363    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3364
3365 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3366    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3367
3368 static void
3369 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3370      register rtx from, to;
3371      varray_type may_not_move;
3372      varray_type single_usage;
3373      int *count_ptr;
3374      int nregs;
3375 {
3376   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3377   register rtx insn;
3378   register int count = 0;
3379   register rtx dest;
3380
3381   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3382   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3383     {
3384       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3385         {
3386           ++count;
3387
3388           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
3389           if (single_usage)
3390             {
3391               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3392
3393               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3394               if (REG_NOTES (insn))
3395                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3396             }
3397
3398           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
3399               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
3400             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3401                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
3402             VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))) = 1;
3403
3404           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3405               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3406             {
3407               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3408               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3409                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3410                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3411                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3412                 dest = XEXP (dest, 0);
3413               if (GET_CODE (dest) == REG)
3414                 {
3415                   register int regno = REGNO (dest);
3416                   /* If this is the first setting of this reg
3417                      in current basic block, and it was set before,
3418                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
3419                      be moved out of the loop.  */
3420                   if (VARRAY_INT (n_times_set, regno) > 0
3421                       && last_set[regno] == 0)
3422                     VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3423                   /* If this is not first setting in current basic block,
3424                      see if reg was used in between previous one and this.
3425                      If so, neither one can be moved.  */
3426                   if (last_set[regno] != 0
3427                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3428                     VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3429                   if (VARRAY_INT (n_times_set, regno) < 127)
3430                     ++VARRAY_INT (n_times_set, regno);
3431                   last_set[regno] = insn;
3432                 }
3433             }
3434           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3435             {
3436               register int i;
3437               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3438                 {
3439                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
3440                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3441                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3442                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3443                     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3444
3445                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3446                     {
3447                       dest = SET_DEST (x);
3448                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3449                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3450                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3451                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3452                         dest = XEXP (dest, 0);
3453                       if (GET_CODE (dest) == REG)
3454                         {
3455                           register int regno = REGNO (dest);
3456                           if (VARRAY_INT (n_times_set, regno) > 0 
3457                               && last_set[regno] == 0)
3458                             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3459                           if (last_set[regno] != 0
3460                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3461                             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3462                           if (VARRAY_INT (n_times_set, regno) < 127)
3463                             ++VARRAY_INT (n_times_set, regno);
3464                           last_set[regno] = insn;
3465                         }
3466                     }
3467                 }
3468             }
3469         }
3470
3471       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3472         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3473     }
3474   *count_ptr = count;
3475 }
3476 \f
3477 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3478    and that is entered at SCAN_START,
3479    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3480    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3481    from the loop entry point.
3482
3483    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3484    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3485    from an inner loop past two loops.  */
3486
3487 static int
3488 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3489      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3490 {
3491   rtx reg = SET_DEST (set);
3492   rtx p;
3493
3494   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3495      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3496   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3497     {
3498       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3499           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3500         return 1;
3501
3502       if (p == loop_end)
3503         p = loop_start;
3504     }
3505
3506   return 0;
3507 }
3508 \f
3509 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3510    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3511 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3512    value is a linear function of a biv.  */
3513
3514 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3515    Givs by `general_induction_var'.  */
3516
3517 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3518    induction variable, and if so what type.  */
3519
3520 enum iv_mode *reg_iv_type;
3521
3522 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3523    if register is an induction variable.  This holds general info for
3524    all induction variables.  */
3525
3526 struct induction **reg_iv_info;
3527
3528 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3529    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3530    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3531    to.  */
3532
3533 struct iv_class **reg_biv_class;
3534
3535 /* The head of a list which links together (via the next field)
3536    every iv class for the current loop.  */
3537
3538 struct iv_class *loop_iv_list;
3539
3540 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3541
3542 static rtx note_insn;
3543
3544 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3545
3546 static rtx addr_placeholder;
3547
3548 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3549    for the strength reduction code.  */
3550
3551 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3552    bivs, may cause problems.  */
3553
3554 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3555    performance problems.
3556
3557    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3558    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3559    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3560    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3561    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3562    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3563
3564 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3565    positive.  */
3566
3567 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3568    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3569    e.g. the VAX acb insn.  */
3570
3571 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3572    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3573    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3574 \f
3575 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  
3576
3577    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3578    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3579    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3580    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3581    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds. 
3582    
3583    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3584    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3585    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3586    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.  */
3587
3588 static void
3589 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3590                  loop_start, loop_end, unroll_p, bct_p)
3591      rtx scan_start;
3592      rtx end;
3593      rtx loop_top;
3594      int insn_count;
3595      rtx loop_start;
3596      rtx loop_end;
3597      int unroll_p, bct_p;
3598 {
3599   rtx p;
3600   rtx set;
3601   rtx inc_val;
3602   rtx mult_val;
3603   rtx dest_reg;
3604   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3605      iteration.  */
3606   int not_every_iteration = 0;
3607   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3608      loop iteration.  */
3609   int maybe_multiple = 0;
3610   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3611   struct iv_class *bl, **backbl;
3612   /* Ratio of extra register life span we can justify
3613      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3614      since in that case saving an insn makes more difference
3615      and more registers are available.  */
3616   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3617   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3618   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3619   rtx *reg_map;
3620   int call_seen;
3621   rtx test;
3622   rtx end_insert_before;
3623   int loop_depth = 0;
3624
3625   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3626                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3627   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3628   reg_iv_info = (struct induction **)
3629     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3630   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3631                                 * sizeof (struct induction *)));
3632   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3633     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3634   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3635                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3636
3637   loop_iv_list = 0;
3638   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3639
3640   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3641      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3642      order (i.e. loop order). 
3643
3644      If loop_end is the end of the current function, then emit a 
3645      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3646      dummy note insn.  */
3647   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3648     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3649   else
3650     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3651
3652   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3653
3654   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3655        p != NULL_RTX;
3656        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3657     {
3658       if (GET_CODE (p) == INSN
3659           && (set = single_set (p))
3660           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3661         {
3662           dest_reg = SET_DEST (set);
3663           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3664               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3665               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3666             {
3667               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3668                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val))
3669                 {
3670                   /* It is a possible basic induction variable.
3671                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3672
3673                   struct induction *v
3674                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3675
3676                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3677                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3678                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3679                 }
3680               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3681                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3682             }
3683         }
3684
3685       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3686          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3687          jump insn between here and the end of the loop either
3688          returns, exits the loop, is a forward jump, or is a jump
3689          to the loop start.  */
3690
3691       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3692         {
3693           rtx insn = p;
3694
3695           maybe_multiple = 0;
3696
3697           while (1)
3698             {
3699               insn = NEXT_INSN (insn);
3700               if (insn == scan_start)
3701                 break;
3702               if (insn == end)
3703                 {
3704                   if (loop_top != 0)
3705                     insn = loop_top;
3706                   else
3707                     break;
3708                   if (insn == scan_start)
3709                     break;
3710                 }
3711
3712               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3713                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3714                   && (! condjump_p (insn)
3715                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3716                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3717                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3718                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3719                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3720                                   < INSN_LUID (insn))))))
3721                 {
3722                   maybe_multiple = 1;
3723                   break;
3724                 }
3725             }
3726         }
3727
3728       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3729          on whether they will be executed during each iteration.  */
3730       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3731          code in scan_loop.  */
3732       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3733           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3734              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3735              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3736              will be executed if the loop is executed.  */
3737           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3738                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3739                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3740         {
3741           rtx label = 0;
3742
3743           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3744              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3745              loop_number_exits_labels list.  */
3746              
3747           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3748                label;
3749                label = LABEL_NEXTREF (label))
3750             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3751               break;
3752
3753           if (! label)
3754             not_every_iteration = 1;
3755         }
3756
3757       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3758         {
3759           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3760              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3761              even though the exit code has been duplicated.  */
3762           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
3763             not_every_iteration = 0;
3764           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3765             loop_depth++;
3766           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3767             loop_depth--;
3768         }
3769
3770       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3771          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3772          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3773          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3774
3775          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3776          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3777          will be executed each iteration.  */
3778
3779       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3780           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3781         not_every_iteration = 0;
3782     }
3783
3784   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3785      Make a sanity check against n_times_set.  */
3786   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3787     {
3788       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3789           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3790           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3791           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3792           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3793              move.  So leave it alone.  */
3794           || ! bl->incremented)
3795         {
3796           if (loop_dump_stream)
3797             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3798                      bl->regno,
3799                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3800                       ? "not induction variable"
3801                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3802                          : "count error")));
3803           
3804           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3805           *backbl = bl->next;
3806         }
3807       else
3808         {
3809           backbl = &bl->next;
3810
3811           if (loop_dump_stream)
3812             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3813         }
3814     }
3815
3816   /* Exit if there are no bivs.  */
3817   if (! loop_iv_list)
3818     {
3819       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3820          strength reduction info available.  */
3821       if (unroll_p)
3822         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3823
3824       return;
3825     }
3826
3827   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3828      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3829
3830   call_seen = 0;
3831   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3832     {
3833       note_insn = p;
3834
3835       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3836         call_seen = 1;
3837
3838       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3839           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3840         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3841
3842       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3843          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3844          constants and registers and only certain of those.  */
3845       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3846           && JUMP_LABEL (p) != 0
3847           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3848           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3849           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3850           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3851           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3852           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3853           && bl->init_insn == 0)
3854         {
3855           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3856           if (GET_CODE (test) == NE)
3857             {
3858               bl->init_insn = p;
3859               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3860                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3861             }
3862           else
3863             bl->initial_test = test;
3864         }
3865     }
3866
3867   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3868      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3869      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3870   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3871     {
3872       rtx src;
3873       rtx note;
3874
3875       if (! bl->init_insn)
3876         continue;
3877
3878       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3879          is a constant, use the value of that.  */
3880       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3881            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3882           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3883               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3884         src = XEXP (note, 0);
3885       else
3886         src = SET_SRC (bl->init_set);
3887
3888       if (loop_dump_stream)
3889         fprintf (loop_dump_stream,
3890                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3891                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3892
3893       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3894            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3895           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3896         {
3897           bl->initial_value = src;
3898
3899           if (loop_dump_stream)
3900             {
3901               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3902                 {
3903                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
3904                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
3905                 }
3906               else
3907                 {
3908                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3909                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3910                 }
3911             }
3912         }
3913       else
3914         {
3915           /* Biv initial value is not simple move,
3916              so let it keep initial value of "itself".  */
3917
3918           if (loop_dump_stream)
3919             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3920         }
3921     }
3922
3923   /* Search the loop for general induction variables.  */
3924
3925   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3926      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3927
3928   not_every_iteration = 0;
3929   loop_depth = 0;
3930   p = scan_start;
3931   while (1)
3932     {
3933       p = NEXT_INSN (p);
3934       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3935          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3936       if (p == scan_start)
3937         break;
3938       if (p == end)
3939         {
3940           if (loop_top != 0)
3941             p = loop_top;
3942           else
3943             break;
3944           if (p == scan_start)
3945             break;
3946         }
3947
3948       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3949       if (GET_CODE (p) == INSN
3950           && (set = single_set (p))
3951           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3952           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
3953         {
3954           rtx src_reg;
3955           rtx add_val;
3956           rtx mult_val;
3957           int benefit;
3958           rtx regnote = 0;
3959
3960           dest_reg = SET_DEST (set);
3961           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3962             continue;
3963
3964           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3965               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
3966                                       &mult_val, 0, &benefit)
3967                /* Equivalent expression is a giv.  */
3968                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
3969                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
3970                                              &add_val, &mult_val, 0,
3971                                              &benefit)))
3972               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3973                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3974               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3975               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3976               && dest_reg != src_reg
3977               /* This must be the only place where the register is set.  */
3978               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
3979                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
3980                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3981                                                  src_reg, dest_reg,
3982                                                  &add_val, &mult_val))))
3983             {
3984               int count;
3985               struct induction *v
3986                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3987               rtx temp;
3988
3989               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3990               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
3991                 benefit += libcall_benefit (p);
3992
3993               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3994               for (count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
3995                    count > 0; count--)
3996                 {
3997                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3998                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3999                      be an insn here.  */
4000                   if (GET_CODE (p) != NOTE
4001                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
4002                     p = XEXP (temp, 0);
4003
4004                   do p = NEXT_INSN (p);
4005                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
4006                 }
4007
4008               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4009                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4010                           loop_end);
4011
4012             }
4013         }
4014
4015 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4016       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4017       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4018          still does.  */
4019       if (GET_CODE (p) == INSN)
4020         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4021                        loop_end);
4022 #endif
4023
4024       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4025          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4026       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4027         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4028         update_giv_derive (p);
4029
4030       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4031          on whether they will be executed during each iteration.  */
4032       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4033          code in scan_loop.  */
4034       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4035           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4036              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4037              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4038              will be executed if the loop is executed.  */
4039           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4040                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4041                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4042         {
4043           rtx label = 0;
4044
4045           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4046              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4047              loop_number_exits_labels list.  */
4048              
4049           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4050                label;
4051                label = LABEL_NEXTREF (label))
4052             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4053               break;
4054
4055           if (! label)
4056             not_every_iteration = 1;
4057         }
4058
4059       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4060         {
4061           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4062              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4063              even though the exit code has been duplicated.  */
4064           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
4065             not_every_iteration = 0;
4066           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4067             loop_depth++;
4068           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4069             loop_depth--;
4070         }
4071
4072       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4073          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4074          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4075          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4076
4077          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4078          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4079          will be executed each iteration.  */
4080
4081       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4082           && no_labels_between_p (p, loop_end))
4083         not_every_iteration = 0;
4084     }
4085
4086   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4087      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4088      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4089      fail if the iteration variable is a giv.  */
4090
4091   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
4092
4093   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4094      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4095      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4096      so that final_giv_value will work correctly.  */
4097
4098   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4099     {
4100       struct induction *v;
4101
4102       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4103         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4104           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
4105     }
4106
4107   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4108      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4109      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4110   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
4111
4112 #ifdef HAIFA
4113   /* record loop-variables relevant for BCT optimization before unrolling
4114      the loop.  Unrolling may update part of this information, and the
4115      correct data will be used for generating the BCT.  */
4116 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
4117   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p)
4118     analyze_loop_iterations (loop_start, loop_end);
4119 #endif
4120 #endif  /* HAIFA */
4121
4122   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
4123   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
4124   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
4125
4126   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4127      variable elimination.  */
4128
4129   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4130     {
4131       struct induction *v;
4132       int benefit;
4133       int all_reduced;
4134       rtx final_value = 0;
4135
4136       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4137          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4138          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4139          what its final value will be.
4140
4141          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4142          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4143          this biv.  */
4144
4145       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4146          We aren't concerned with any uses of the biv between
4147          init_insn and loop_start since these won't be affected
4148          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4149          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4150          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4151
4152       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4153            && bl->init_insn
4154            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4155            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4156 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4157            && ! bl->nonneg
4158 #endif
4159            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4160           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
4161 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4162               && ! bl->nonneg
4163 #endif
4164               ))
4165         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4166                                               threshold, insn_count);
4167       else
4168         {
4169           if (loop_dump_stream)
4170             {
4171               fprintf (loop_dump_stream,
4172                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4173                        bl->regno);
4174               fprintf (loop_dump_stream,
4175                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4176                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4177                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4178             }
4179         }
4180
4181       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4182       combine_givs (bl);
4183
4184       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4185          biv have been strength reduced.
4186          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4187       all_reduced = 1;
4188
4189       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4190          it.  Skip giv's combined with others.  */
4191       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4192         {
4193           struct induction *tv;
4194
4195           if (v->ignore || v->same)
4196             continue;
4197
4198           benefit = v->benefit;
4199
4200           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4201              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4202              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4203              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4204              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4205              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4206              a cost.  Similar situations exist.  */
4207           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4208              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4209              be necessary.  */
4210           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4211               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4212             benefit -= copy_cost;
4213
4214           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4215              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4216           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4217
4218           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4219              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4220              This decision can be made independently for each giv.  */
4221
4222 #ifdef AUTO_INC_DEC
4223           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4224              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4225              add_cost that was done above).  */
4226           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4227               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4228             {
4229 #if defined (HAVE_POST_INCREMENT) || defined (HAVE_PRE_INCREMENT)
4230               if (INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4231                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4232 #endif
4233 #if defined (HAVE_POST_DECREMENT) || defined (HAVE_PRE_DECREMENT)
4234               if (-INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4235                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4236 #endif
4237             }
4238 #endif
4239
4240           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4241              flag, and clear all_reduced.  */
4242
4243           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4244              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4245              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4246              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4247              exit.  */
4248
4249           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4250               && ! bl->reversed )
4251             {
4252               if (loop_dump_stream)
4253                 fprintf (loop_dump_stream,
4254                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4255                          INSN_UID (v->insn),
4256                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4257               v->ignore = 1;
4258               all_reduced = 0;
4259             }
4260           else
4261             {
4262               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4263                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4264
4265               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4266                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4267                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4268                   {
4269                     if (loop_dump_stream)
4270                       fprintf (loop_dump_stream,
4271                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4272                                INSN_UID (v->insn));
4273                     v->ignore = 1;
4274                     all_reduced = 0;
4275                     break;
4276                   }
4277             }
4278         }
4279
4280       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4281
4282       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4283         {
4284           struct induction *tv;
4285           if (! v->ignore && v->same == 0)
4286             {
4287               int auto_inc_opt = 0;
4288
4289               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4290
4291 #ifdef AUTO_INC_DEC
4292               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4293                  this is an address giv, then try to put the increment
4294                  immediately after its use, so that flow can create an
4295                  auto-increment addressing mode.  */
4296               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4297                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4298                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4299                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4300                   && ! bl->reversed
4301                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4302                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4303                 {
4304                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4305                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4306                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4307
4308                      We simplify this by looking for the common case where
4309                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4310                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4311                      increment occurs after the address giv, then we can
4312                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4313                      would have to go before other_giv, and we would not be
4314                      able to combine it with the address giv to get an
4315                      auto-inc address.)  */
4316                   if (v->combined_with)
4317                     {
4318                       struct induction *other_giv = 0;
4319
4320                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4321                         if (tv->same == v)
4322                           {
4323                             if (other_giv)
4324                               break;
4325                             else
4326                               other_giv = tv;
4327                           }
4328                       if (! tv && other_giv
4329                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4330                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4331                               == INSN_UID (v->insn))
4332                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4333                         auto_inc_opt = 1;
4334                     }
4335                   /* Check for case where increment is before the address
4336                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4337                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4338                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4339                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4340                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4341                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4342                                && (INSN_LUID (scan_start)
4343                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4344                     auto_inc_opt = -1;
4345                   else
4346                     auto_inc_opt = 1;
4347
4348 #ifdef HAVE_cc0
4349                   {
4350                     rtx prev;
4351
4352                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4353                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4354                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4355                         || (auto_inc_opt == -1
4356                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4357                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4358                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4359                       auto_inc_opt = 0;
4360                   }
4361 #endif
4362
4363                   if (auto_inc_opt)
4364                     v->auto_inc_opt = 1;
4365                 }
4366 #endif
4367
4368               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4369                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4370               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4371                 {
4372                   rtx insert_before;
4373
4374                   if (! auto_inc_opt)
4375                     insert_before = tv->insn;
4376                   else if (auto_inc_opt == 1)
4377                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4378                   else
4379                     insert_before = v->insn;
4380
4381                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4382                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4383                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4384                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4385                     /* A multiply is acceptable here
4386                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4387                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4388                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4389                 }
4390
4391               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4392
4393               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4394                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4395             }
4396         }
4397
4398       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4399          as not reduced.
4400          
4401          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4402          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4403          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
4404
4405          Also check for givs whose first use is their definition and whose
4406          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4407          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
4408       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4409         {
4410           if (v->same && v->same->ignore)
4411             v->ignore = 1;
4412
4413           if (v->ignore)
4414             continue;
4415
4416           if (v->giv_type == DEST_REG
4417               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4418             {
4419               struct induction *v1;
4420
4421               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4422                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4423                   v->maybe_dead = 1;
4424             }
4425
4426           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4427              replaced.  */
4428           if (v->same)
4429             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4430                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4431
4432           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4433             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4434                this giv.  */
4435             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4436           else if (v->replaceable)
4437             {
4438               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4439
4440 #if 0
4441               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4442                  this is unnecessary now?  */
4443
4444               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4445                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4446
4447                  However, especially when unrolling loops, the special
4448                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4449                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4450                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4451                  We can not delete the original insn, since it may be part
4452                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4453                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4454               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4455                                v->insn);
4456 #endif
4457             }
4458           else
4459             {
4460               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4461                  the reduced giv, same as above.  */
4462               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4463                                v->insn);
4464             }
4465
4466           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4467              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4468              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4469              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4470              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4471           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4472             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4473                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4474           else if (v->final_value)
4475             {
4476               rtx insert_before;
4477
4478               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4479                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4480                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4481                  since this is slightly more efficient.  */
4482               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4483                 insert_before = loop_start;
4484               else
4485                 insert_before = end_insert_before;
4486               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4487                                 insert_before);
4488
4489 #if 0
4490               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4491                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4492                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4493                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4494                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4495                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4496                  matter that the original insn remains because it is dead
4497                  anyways.  */
4498               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4499                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4500               delete_insn (v->insn);
4501 #endif
4502             }
4503
4504           if (loop_dump_stream)
4505             {
4506               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4507                        INSN_UID (v->insn));
4508               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4509               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4510             }
4511         }
4512
4513       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4514          merit it.  */
4515
4516       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4517          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4518          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4519          combined with.
4520
4521          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4522          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4523          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4524          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4525          used from the simpler giv.  */
4526
4527       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4528         if (! v->maybe_dead && v->same)
4529           v->same->maybe_dead = 0;
4530
4531       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4532          This won't work if ! all_reduced,
4533          since the givs we planned to use might not have been reduced.
4534
4535          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
4536          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
4537          be used as a biv replacement.  
4538
4539          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
4540          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
4541          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
4542          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
4543          replace it with a compare with a constant will fail.
4544
4545          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
4546          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
4547          doing so in the rare cases where it can occur.  */
4548
4549       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
4550           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
4551                                   threshold, insn_count))
4552
4553         {
4554           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
4555              or otherwise drop straight in, based on this test, then
4556              we might want to rewrite it also.  This way some later
4557              pass has more hope of removing the initialization of this
4558              biv entirely.  */
4559
4560           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
4561              and we must emit an insn to set it just in case.
4562
4563              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
4564              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
4565              proper final value for such a biv here anyways.  */
4566           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
4567             {
4568               rtx insert_before;
4569
4570               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4571                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4572                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
4573                  loop, since this is slightly more efficient.  */
4574               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4575                 insert_before = loop_start;
4576               else
4577                 insert_before = end_insert_before;
4578
4579               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
4580                                 end_insert_before);
4581             }
4582
4583 #if 0
4584           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
4585              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
4586              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
4587           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
4588              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
4589              will only succeed when there are multiple exits if the biv
4590              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
4591              insn remains, because it is dead anyways.  */
4592           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
4593             delete_insn (v->insn);
4594 #endif
4595
4596           if (loop_dump_stream)
4597             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
4598                      bl->regno);
4599         }
4600     }
4601
4602   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
4603      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
4604
4605   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
4606     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4607         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4608       {
4609         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4610         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
4611         INSN_CODE (p) = -1;
4612       }
4613
4614   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
4615      induction variable information that strength_reduce has already
4616      collected.  */
4617   
4618   if (unroll_p)
4619     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
4620
4621 #ifdef HAIFA
4622   /* instrument the loop with bct insn */
4623 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
4624   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p)
4625     insert_bct (loop_start, loop_end);
4626 #endif
4627 #endif  /* HAIFA */
4628
4629   if (loop_dump_stream)
4630     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4631 }
4632 \f
4633 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
4634    compared against in an initial test).
4635
4636    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
4637    the current insn and the start of the loop.
4638
4639    INSN is the insn containing X.  */
4640
4641 static int
4642 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
4643      rtx x;
4644      rtx insn;
4645      int call_seen;
4646      rtx loop_start;
4647 {
4648   if (CONSTANT_P (x))
4649     return 1;
4650
4651   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
4652      we know.  */
4653   if (GET_CODE (x) != REG
4654       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
4655     return 0;
4656
4657   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
4658      some machines, don't use any hard registers at all.  */
4659   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4660       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
4661           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
4662     return 0;
4663
4664   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
4665      loop.  */
4666   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
4667     return 0;
4668
4669   return 1;
4670 }
4671 \f
4672 /* Scan X for memory refs and check each memory address
4673    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
4674    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
4675    every loop iteration.  */
4676
4677 static void
4678 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
4679      rtx x;
4680      rtx insn;
4681      int not_every_iteration;
4682      rtx loop_start, loop_end;
4683 {
4684   register int i, j;
4685   register enum rtx_code code;
4686   register char *fmt;
4687
4688   if (x == 0)
4689     return;
4690
4691   code = GET_CODE (x);
4692   switch (code)
4693     {
4694     case REG:
4695     case CONST_INT:
4696     case CONST:
4697     case CONST_DOUBLE:
4698     case SYMBOL_REF:
4699     case LABEL_REF:
4700     case PC:
4701     case CC0:
4702     case ADDR_VEC:
4703     case ADDR_DIFF_VEC:
4704     case USE:
4705     case CLOBBER:
4706       return;
4707
4708     case MEM:
4709       {
4710         rtx src_reg;
4711         rtx add_val;
4712         rtx mult_val;
4713         int benefit;
4714
4715         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
4716            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when 
4717            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
4718            this one would not be seen.   */
4719
4720         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
4721                                    &mult_val, 1, &benefit))
4722           {
4723             /* Found one; record it.  */
4724             struct induction *v
4725               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
4726
4727             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4728                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
4729                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
4730
4731             v->mem_mode = GET_MODE (x);
4732           }
4733       }
4734       return;
4735
4736     default:
4737       break;
4738     }
4739
4740   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4741
4742   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4743   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4744     if (fmt[i] == 'e')
4745       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
4746                      loop_end);
4747     else if (fmt[i] == 'E')
4748       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4749         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4750                        loop_start, loop_end);
4751 }
4752 \f
4753 /* Fill in the data about one biv update.
4754    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4755    allocated by the caller, with alloca.)
4756    INSN is the insn that sets it.
4757    DEST_REG is the biv's reg.
4758
4759    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4760    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4761    being set to INC_VAL.
4762
4763    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4764    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4765    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4766    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4767    executed exactly once per iteration.  */
4768
4769 static void
4770 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val,
4771             not_every_iteration, maybe_multiple)
4772      struct induction *v;
4773      rtx insn;
4774      rtx dest_reg;
4775      rtx inc_val;
4776      rtx mult_val;
4777      int not_every_iteration;
4778      int maybe_multiple;
4779 {
4780   struct iv_class *bl;
4781
4782   v->insn = insn;
4783   v->src_reg = dest_reg;
4784   v->dest_reg = dest_reg;
4785   v->mult_val = mult_val;
4786   v->add_val = inc_val;
4787   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4788   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4789   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4790   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4791
4792   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4793      if this is the first incrementation of the reg.  */
4794
4795   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
4796   if (bl == 0)
4797     {
4798       /* Create and initialize new iv_class.  */
4799
4800       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4801
4802       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4803       bl->biv = 0;
4804       bl->giv = 0;
4805       bl->biv_count = 0;
4806       bl->giv_count = 0;
4807
4808       /* Set initial value to the reg itself.  */
4809       bl->initial_value = dest_reg;
4810       /* We haven't seen the initializing insn yet */
4811       bl->init_insn = 0;
4812       bl->init_set = 0;
4813       bl->initial_test = 0;
4814       bl->incremented = 0;
4815       bl->eliminable = 0;
4816       bl->nonneg = 0;
4817       bl->reversed = 0;
4818       bl->total_benefit = 0;
4819
4820       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4821       bl->next = loop_iv_list;
4822       loop_iv_list = bl;
4823
4824       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4825       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4826     }
4827
4828   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4829   v->next_iv = bl->biv;
4830   bl->biv = v;
4831   bl->biv_count++;
4832   if (mult_val == const1_rtx)
4833     bl->incremented = 1;
4834
4835   if (loop_dump_stream)
4836     {
4837       fprintf (loop_dump_stream,
4838                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4839                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4840       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4841         {
4842           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
4843           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
4844           fputc ('\n', loop_dump_stream);
4845         }
4846       else
4847         {
4848           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4849           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4850           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4851         }
4852     }
4853 }
4854 \f
4855 /* Fill in the data about one giv.
4856    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4857    allocated by the caller, with alloca.)
4858    INSN is the insn that sets it.
4859    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4860    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4861    into a register or is used as a memory address.
4862
4863    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4864    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4865    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4866    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4867
4868 static void
4869 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4870             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4871      struct induction *v;
4872      rtx insn;
4873      rtx src_reg;
4874      rtx dest_reg;
4875      rtx mult_val, add_val;
4876      int benefit;
4877      enum g_types type;
4878      int not_every_iteration;
4879      rtx *location;
4880      rtx loop_start, loop_end;
4881 {
4882   struct induction *b;
4883   struct iv_class *bl;
4884   rtx set = single_set (insn);
4885
4886   v->insn = insn;
4887   v->src_reg = src_reg;
4888   v->giv_type = type;
4889   v->dest_reg = dest_reg;
4890   v->mult_val = mult_val;
4891   v->add_val = add_val;
4892   v->benefit = benefit;
4893   v->location = location;
4894   v->cant_derive = 0;
4895   v->combined_with = 0;
4896   v->maybe_multiple = 0;
4897   v->maybe_dead = 0;
4898   v->derive_adjustment = 0;
4899   v->same = 0;
4900   v->ignore = 0;
4901   v->new_reg = 0;
4902   v->final_value = 0;
4903   v->same_insn = 0;
4904   v->auto_inc_opt = 0;
4905   v->unrolled = 0;
4906   v->shared = 0;
4907
4908   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4909      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4910      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4911      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4912      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4913      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4914      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4915
4916   if (type == DEST_ADDR)
4917     v->always_computable = 1;
4918   else
4919     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4920
4921   v->always_executed = ! not_every_iteration;
4922
4923   if (type == DEST_ADDR)
4924     {
4925       v->mode = GET_MODE (*location);
4926       v->lifetime = 1;
4927       v->times_used = 1;
4928     }
4929   else /* type == DEST_REG */
4930     {
4931       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4932
4933       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
4934                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
4935
4936       v->times_used = VARRAY_INT (n_times_used, REGNO (dest_reg));
4937
4938       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4939          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4940          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4941       if (v->lifetime == 0)
4942         v->ignore = 1;
4943
4944       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4945       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4946     }
4947
4948   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4949
4950   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4951   if (bl)
4952     {
4953       v->next_iv = bl->giv;
4954       bl->giv = v;
4955       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4956          insns that calculate givs.  */
4957       if (type == DEST_REG)
4958         bl->giv_count++;
4959       bl->total_benefit += benefit;
4960     }
4961   else
4962     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4963     abort ();
4964
4965   if (type == DEST_ADDR)
4966     v->replaceable = 1;
4967   else
4968     {
4969       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4970          of the following conditions are true:
4971          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4972            on which the giv is used at all
4973            (there are two ways to deduce this:
4974             either the insn is executed on every iteration,
4975             or all uses follow that insn in the same basic block),
4976          - the giv is not used outside the loop
4977          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4978
4979       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
4980           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4981           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
4982           && (! not_every_iteration
4983               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4984         {
4985           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4986              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4987
4988           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4989              and last use of the giv.
4990              
4991              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4992              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4993              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4994              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4995              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4996              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4997              using this biv anyways.  */
4998
4999           v->replaceable = 1;
5000           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5001             {
5002               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5003                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5004                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5005                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5006                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5007                 {
5008                   v->replaceable = 0;
5009                   v->not_replaceable = 1;
5010                   break;
5011                 }
5012             }
5013
5014           /* If there are any backwards branches that go from after the
5015              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5016           if (v->replaceable)
5017             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5018               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5019                 {
5020                   v->replaceable = 0;
5021                   v->not_replaceable = 1;
5022                   break;
5023                 }
5024         }
5025       else
5026         {
5027           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5028              decide.  */
5029           v->replaceable = 0;
5030           v->not_replaceable = 0;
5031         }
5032     }
5033
5034   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5035      combine_givs.  */
5036   {
5037     rtx tem = add_val;
5038
5039     v->no_const_addval = 1;
5040     if (tem == const0_rtx)
5041       ;
5042     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5043       v->no_const_addval = 0;
5044     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5045       {
5046         while (1)
5047           {
5048             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5049               tem = XEXP (tem, 0);
5050             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5051               tem = XEXP (tem, 1);
5052             else
5053               break;
5054           }
5055         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5056           v->no_const_addval = 0;
5057       }
5058   }
5059
5060   if (loop_dump_stream)
5061     {
5062       if (type == DEST_REG)
5063         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5064                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5065       else
5066         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5067                  INSN_UID (insn));
5068
5069       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5070                REGNO (src_reg), v->benefit);
5071       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
5072                v->times_used, v->lifetime);
5073
5074       if (v->replaceable)
5075         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5076
5077       if (v->no_const_addval)
5078         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5079
5080       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5081         {
5082           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5083           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5084         }
5085       else
5086         {
5087           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5088           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5089         }
5090
5091       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5092         {
5093           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5094           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5095         }
5096       else
5097         {
5098           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5099           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5100         }
5101     }
5102
5103   if (loop_dump_stream)
5104     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5105
5106 }
5107
5108
5109 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5110    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5111    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5112    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5113    have been identified.  */
5114
5115 static void
5116 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
5117      struct induction *v;
5118      rtx loop_start, loop_end;
5119 {
5120   struct iv_class *bl;
5121   rtx final_value = 0;
5122
5123   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5124
5125   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5126      replaceable above in record_giv.  */
5127
5128   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5129      of the following conditions are true:
5130      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5131        on which the giv is used at all
5132        (there are two ways to deduce this:
5133         either the insn is executed on every iteration,
5134         or all uses follow that insn in the same basic block),
5135      - its final value can be calculated (this condition is different
5136        than the one above in record_giv)
5137      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5138
5139 #if 0
5140   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5141   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5142   v->replaceable = 0;
5143 #endif
5144
5145   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
5146       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5147     {
5148       int biv_increment_seen = 0;
5149       rtx p = v->insn;
5150       rtx last_giv_use;
5151
5152       v->replaceable = 1;
5153
5154       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5155          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5156          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5157          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5158
5159       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5160          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5161          that sets the giv, and search around the loop until we come
5162          back to that insn again.
5163
5164          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5165          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5166          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5167          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5168          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5169          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5170          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5171
5172       last_giv_use = v->insn;
5173
5174       while (1)
5175         {
5176           p = NEXT_INSN (p);
5177           if (p == loop_end)
5178             p = NEXT_INSN (loop_start);
5179           if (p == v->insn)
5180             break;
5181
5182           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5183               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5184             {
5185               if (biv_increment_seen)
5186                 {
5187                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5188                     {
5189                       v->replaceable = 0;
5190                       v->not_replaceable = 1;
5191                       break;
5192                     }
5193                 }
5194               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5195                 biv_increment_seen = 1;
5196               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5197                 last_giv_use = p;
5198             }
5199         }
5200       
5201       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5202          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5203          replaceable.  */
5204
5205       if (v->replaceable)
5206         {
5207           p = v->insn;
5208           while (1)
5209             {
5210               p = NEXT_INSN (p);
5211               if (p == loop_end)
5212                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5213               if (p == last_giv_use)
5214                 break;
5215
5216               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5217                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5218                   && ((INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) >= max_uid_for_loop)
5219                       || (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
5220                       || (INSN_UID (last_giv_use) >= max_uid_for_loop)
5221                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
5222                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
5223                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
5224                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
5225                 {
5226                   v->replaceable = 0;
5227                   v->not_replaceable = 1;
5228
5229                   if (loop_dump_stream)
5230                     fprintf (loop_dump_stream,
5231                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5232
5233                   break;
5234                 }
5235             }
5236         }
5237
5238       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5239       if (v->replaceable)
5240         v->final_value = final_value;
5241     }
5242
5243   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5244     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5245              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5246 }
5247 \f
5248 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5249
5250    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5251    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5252    another giv.
5253
5254    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5255    derive another giv once a label has been passed.
5256
5257    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5258
5259 static void
5260 update_giv_derive (p)
5261      rtx p;
5262 {
5263   struct iv_class *bl;
5264   struct induction *biv, *giv;
5265   rtx tem;
5266   int dummy;
5267
5268   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5269
5270      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5271      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5272      derive any givs after a label is passed.
5273
5274      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5275      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5276      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5277      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5278      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5279      sub-cases within this case.
5280
5281      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5282      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5283      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5284      this extra tracking doesn't seem worth it).
5285
5286      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5287      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5288      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5289      on the jump again here.
5290
5291      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5292      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5293      the giv cannot derive further givs.  */
5294
5295   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5296     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5297       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5298           || biv->insn == p)
5299         {
5300           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5301             {
5302               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5303                  checking all of these conditions again.  */
5304               if (giv->cant_derive)
5305                 continue;
5306
5307               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5308                  it cannot derive anything.  */
5309               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5310                 giv->cant_derive = 1;
5311
5312               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5313                  they are really invariants.  Also skip those that are
5314                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5315                  any biv update.  */
5316               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5317                 continue;
5318
5319               /* The only way we can allow this giv to derive another
5320                  is if this is a biv increment and we can form the product
5321                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5322                  be able to compute a compensation.  */
5323               else if (biv->insn == p)
5324                 {
5325                   tem = 0;
5326
5327                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5328                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5329                                                            biv->add_val,
5330                                                            giv->mult_val),
5331                                              &dummy);
5332
5333                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5334                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5335                                                            giv->derive_adjustment),
5336                                              &dummy);
5337                   if (tem)
5338                     giv->derive_adjustment = tem;
5339                   else
5340                     giv->cant_derive = 1;
5341                 }
5342               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5343                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5344                 giv->cant_derive = 1;
5345             }
5346         }
5347 }
5348 \f
5349 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5350    X is the source of insn P, or a part of it.
5351    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5352
5353    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5354    We accept patterns of these forms:
5355      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5356      REG = INVARIANT + REG
5357
5358    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5359    and store the additive term into *INC_VAL.
5360
5361    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5362    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5363
5364    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5365    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5366    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5367    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5368    into the variable.
5369
5370    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5371    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5372    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5373    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5374
5375    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5376    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5377    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5378    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since 
5379    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5380    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5381    not ZERO_EXTEND.
5382
5383    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5384
5385 static int
5386 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val)
5387      register rtx x;
5388      enum machine_mode mode;
5389      rtx p;
5390      rtx dest_reg;
5391      rtx *inc_val;
5392      rtx *mult_val;
5393 {
5394   register enum rtx_code code;
5395   rtx arg;
5396   rtx insn, set = 0;
5397
5398   code = GET_CODE (x);
5399   switch (code)
5400     {
5401     case PLUS:
5402       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5403           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5404               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5405               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5406         arg = XEXP (x, 1);
5407       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5408                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5409                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5410                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5411         arg = XEXP (x, 0);
5412       else
5413         return 0;
5414
5415       if (invariant_p (arg) != 1)
5416         return 0;
5417
5418       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5419       *mult_val = const1_rtx;
5420       return 1;
5421
5422     case SUBREG:
5423       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5424          value.  */
5425       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5426         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5427                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5428       return 0;
5429
5430     case REG:
5431       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5432          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5433
5434       insn = p;
5435       while (1)
5436         {
5437           do {
5438             insn = PREV_INSN (insn);
5439           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5440                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5441
5442           if (!insn)
5443             break;
5444           set = single_set (insn);
5445           if (set == 0)
5446             break;
5447
5448           if ((SET_DEST (set) == x
5449                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5450                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5451                        <= UNITS_PER_WORD)
5452                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5453               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5454                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5455                                        ? GET_MODE (x)
5456                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5457                                       dest_reg, insn,
5458                                       inc_val, mult_val))
5459             return 1;
5460         }
5461       /* ... fall through ...  */
5462
5463       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5464          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5465          as a biv of the outer loop,
5466          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5467     case MEM:
5468       if (invariant_p (x) != 1)
5469         return 0;
5470     case CONST_INT:
5471     case SYMBOL_REF:
5472     case CONST:
5473       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5474          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5475          would be a useful iterator anyways.  */
5476       if (loops_enclosed == 1
5477           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5478           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5479         {
5480           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5481           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5482           *mult_val = const0_rtx;
5483           return 1;
5484         }
5485       else
5486         return 0;
5487
5488     case SIGN_EXTEND:
5489       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5490                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val);
5491
5492     case ASHIFTRT:
5493       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5494       for (insn = PREV_INSN (p);
5495            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5496             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5497            insn = PREV_INSN (insn))
5498         ;
5499
5500       if (insn)
5501         set = single_set (insn);
5502
5503       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5504           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5505           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5506           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5507           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5508         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5509                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5510                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val);
5511       return 0;
5512
5513     default:
5514       return 0;
5515     }
5516 }
5517 \f
5518 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5519    function   of a basic induction variable,
5520    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5521    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5522    A giv need not be computed directly from the biv;
5523    it can be computed by way of other givs.  */
5524
5525 /* Determine whether X computes a giv.
5526    If it does, return a nonzero value
5527      which is the benefit from eliminating the computation of X;
5528    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
5529    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
5530      such that the value of X is biv * mult + add;  */
5531
5532 static int
5533 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
5534      rtx x;
5535      rtx *src_reg;
5536      rtx *add_val;
5537      rtx *mult_val;
5538      int is_addr;
5539      int *pbenefit;
5540 {
5541   rtx orig_x = x;
5542   char *storage;
5543
5544   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
5545   if (invariant_p (x) == 1)
5546     return 0;
5547
5548   /* See if the expression could be a giv and get its form.
5549      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
5550   storage = (char *) oballoc (0);
5551   *pbenefit = 0;
5552   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
5553   if (x == 0)
5554     {
5555       obfree (storage);
5556       return 0;
5557     }
5558
5559   switch (GET_CODE (x))
5560     {
5561     case USE:
5562     case CONST_INT:
5563       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
5564          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
5565          with.  */
5566       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
5567       *mult_val = const0_rtx;
5568       *add_val = x;
5569       break;
5570
5571     case REG:
5572       /* This is equivalent to a BIV.  */
5573       *src_reg = x;
5574       *mult_val = const1_rtx;
5575       *add_val = const0_rtx;
5576       break;
5577
5578     case PLUS:
5579       /* Either (plus (biv) (invar)) or
5580          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
5581       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
5582         {
5583           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
5584           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
5585         }
5586       else
5587         {
5588           *src_reg = XEXP (x, 0);
5589           *mult_val = const1_rtx;
5590         }
5591       *add_val = XEXP (x, 1);
5592       break;
5593
5594     case MULT:
5595       /* ADD_VAL is zero.  */
5596       *src_reg = XEXP (x, 0);
5597       *mult_val = XEXP (x, 1);
5598       *add_val = const0_rtx;
5599       break;
5600
5601     default:
5602       abort ();
5603     }
5604
5605   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
5606      unless they are CONST_INT).  */
5607   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
5608     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
5609   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
5610     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
5611
5612   if (is_addr)
5613     {
5614 #ifdef ADDRESS_COST
5615       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
5616 #else
5617       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
5618 #endif
5619     }
5620   else
5621     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
5622
5623   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
5624      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination  
5625      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */                
5626   return 1;                                                             
5627 }
5628 \f
5629 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
5630    We will canonicalize it to be of the form
5631         (plus (mult (BIV) (invar_1))
5632               (invar_2))
5633    with possible degeneracies.
5634
5635    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
5636    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
5637    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
5638    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
5639
5640    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
5641    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
5642    returns 0.
5643
5644    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
5645    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
5646
5647    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
5648
5649 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
5650 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
5651
5652 static rtx
5653 simplify_giv_expr (x, benefit)
5654      rtx x;
5655      int *benefit;
5656 {
5657   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
5658   rtx arg0, arg1;
5659   rtx tem;
5660
5661   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
5662      mode, this can't be a giv.  */
5663   if (mode != VOIDmode
5664       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
5665           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
5666     return NULL_RTX;
5667
5668   switch (GET_CODE (x))
5669     {
5670     case PLUS:
5671       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5672       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5673       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5674         return NULL_RTX;
5675
5676       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5677       if ((GET_CODE (arg0) == USE
5678            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5679           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
5680                  && GET_CODE (arg1) == USE)
5681                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
5682         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5683
5684       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
5685       if (arg1 == const0_rtx)
5686         return arg0;
5687       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
5688         switch (GET_CODE (arg0))
5689           {
5690           case CONST_INT:
5691           case USE:
5692             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
5693                addition operation inside a USE and return it.  */
5694             if (GET_CODE (arg0) == USE)
5695               arg0 = XEXP (arg0, 0);
5696             if (GET_CODE (arg1) == USE)
5697               arg1 = XEXP (arg1, 0);
5698
5699             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5700               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5701             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
5702               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
5703             else
5704               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
5705
5706             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
5707               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
5708             return tem;
5709
5710           case REG:
5711           case MULT:
5712             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
5713             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
5714
5715           case PLUS:
5716             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
5717             return simplify_giv_expr (
5718                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
5719                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
5720                 benefit);
5721
5722           default:
5723             abort ();
5724           }
5725
5726       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
5727          MULT to reduce cases.  */
5728       if (GET_CODE (arg0) == REG)
5729         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
5730       if (GET_CODE (arg1) == REG)
5731         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
5732
5733       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5734          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
5735          Recurse to associate the second PLUS.  */
5736       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
5737         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5738
5739       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
5740           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
5741                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
5742                                                                 XEXP (arg1, 0)),
5743                                                   XEXP (arg1, 1)),
5744                                     benefit);
5745
5746       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
5747       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
5748         return NULL_RTX;
5749
5750       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
5751         return NULL_RTX;
5752
5753       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
5754                                               XEXP (arg0, 0),
5755                                               gen_rtx_PLUS (mode,
5756                                                             XEXP (arg0, 1),
5757                                                             XEXP (arg1, 1))),
5758                                 benefit);
5759
5760     case MINUS:
5761       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
5762       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
5763                                               XEXP (x, 0),
5764                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
5765                                                             constm1_rtx)),
5766                                 benefit);
5767
5768     case MULT:
5769       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
5770       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
5771       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
5772         return NULL_RTX;
5773
5774       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
5775       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
5776           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5777         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
5778
5779       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
5780       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5781         return NULL_RTX;
5782
5783       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
5784       if (arg1 == const0_rtx)
5785         return const0_rtx;
5786
5787       else if (arg1 == const1_rtx)
5788         return arg0;
5789
5790       switch (GET_CODE (arg0))
5791         {
5792         case REG:
5793           /* biv * invar.  Done.  */
5794           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
5795
5796         case CONST_INT:
5797           /* Product of two constants.  */
5798           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
5799
5800         case USE:
5801           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will 
5802              actually pay off, so limit to simple registers.  */
5803           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
5804             return NULL_RTX;
5805
5806           arg0 = XEXP (arg0, 0);
5807           if (GET_CODE (arg0) == REG)
5808             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
5809           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
5810                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
5811                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
5812             {
5813               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0), 
5814                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
5815                                            * INTVAL (arg1)));
5816             }
5817           else
5818             return NULL_RTX;
5819           return gen_rtx_USE (mode, tem);
5820
5821         case MULT:
5822           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
5823           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
5824                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5825                                                                 XEXP (arg0, 1),
5826                                                                 arg1)),
5827                                     benefit);
5828
5829         case PLUS:
5830           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
5831           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
5832                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5833                                                                 XEXP (arg0, 0),
5834                                                                 arg1),
5835                                                   gen_rtx_MULT (mode,
5836                                                                 XEXP (arg0, 1),
5837                                                                 arg1)),
5838                                     benefit);
5839
5840         default:
5841           abort ();
5842         }
5843
5844     case ASHIFT:
5845       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5846       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5847         return 0;
5848
5849       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
5850                                               XEXP (x, 0),
5851                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
5852                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5853                                 benefit);
5854
5855     case NEG:
5856       /* "-a" is "a * (-1)" */
5857       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
5858                                 benefit);
5859
5860     case NOT:
5861       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5862       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
5863                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
5864                                                const1_rtx),
5865                                 benefit);
5866
5867     case USE:
5868       /* Already in proper form for invariant.  */
5869       return x;
5870
5871     case REG:
5872       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5873       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5874         return 0;
5875
5876       /* Check for biv or giv.  */
5877       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
5878         {
5879         case BASIC_INDUCT:
5880           return x;
5881         case GENERAL_INDUCT:
5882           {
5883             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
5884
5885             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5886                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5887             *benefit += v->benefit;
5888             if (v->cant_derive)
5889               return 0;
5890
5891             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
5892                                                     v->mult_val),
5893                            v->add_val);
5894             if (v->derive_adjustment)
5895               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
5896             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
5897           }
5898
5899         default:
5900           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
5901              may be able to simplify things further by looking through
5902              the bits we just moved outside the loop.  */
5903           if (invariant_p (x) == 1)
5904             {
5905               struct movable *m;
5906
5907               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
5908                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
5909                   {
5910                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
5911
5912                     /* If we match another movable, we must use that, as 
5913                        this one is going away.  */
5914                     if (m->match)
5915                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
5916
5917                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
5918                        instructions that were moved together.  We handle this
5919                        case only to the point of seeking to the last insn and
5920                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
5921                     if (m->consec != 0)
5922                       {
5923                         int i = m->consec;
5924                         tem = m->insn;
5925                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
5926
5927                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
5928                         if (tem)
5929                           tem = XEXP (tem, 0);
5930                       }
5931                     else
5932                       {
5933                         tem = single_set (m->insn);
5934                         if (tem)
5935                           tem = SET_SRC (tem);
5936                       }
5937
5938                     if (tem)
5939                       {
5940                         /* What we are most interested in is pointer
5941                            arithmetic on invariants -- only take
5942                            patterns we may be able to do something with.  */
5943                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
5944                             || GET_CODE (tem) == MULT
5945                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
5946                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
5947                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
5948                           {
5949                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
5950                             if (tem)
5951                               return tem;
5952                           }
5953                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
5954                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
5955                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
5956                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
5957                           {
5958                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
5959                             if (tem)
5960                               return tem;
5961                           }
5962                       }
5963                     break;
5964                   }
5965             }
5966           break;
5967         }
5968
5969       /* Fall through to general case.  */
5970     default:
5971       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
5972          Otherwise, not giv.  */
5973       if (GET_CODE (x) == USE)
5974         x = XEXP (x, 0);
5975
5976       if (invariant_p (x) == 1)
5977         {
5978           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5979             return x;
5980           if (GET_CODE (x) == CONST
5981               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
5982               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
5983               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
5984             x = XEXP (x, 0);
5985           return gen_rtx_USE (mode, x);
5986         }
5987       else
5988         return 0;
5989     }
5990 }
5991
5992 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
5993    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
5994
5995 static rtx
5996 sge_plus_constant (x, c)
5997      rtx x, c;
5998 {
5999   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6000     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6001   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6002     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6003   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6004     {
6005       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6006                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6007     }
6008   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6009            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6010     {
6011       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6012                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6013     }
6014   else
6015     {
6016       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6017                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6018     }
6019 }
6020
6021 static rtx
6022 sge_plus (mode, x, y)
6023      enum machine_mode mode;
6024      rtx x, y;
6025 {
6026   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6027     {
6028       rtx a = XEXP (y, 0);
6029       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6030         x = sge_plus_constant (x, a);
6031       else
6032         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6033       y = XEXP (y, 1);
6034     }
6035   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6036     x = sge_plus_constant (x, y);
6037   else
6038     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6039   return x;
6040 }
6041 \f
6042 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6043    for example,
6044       giv = biv * M
6045       giv = giv + A
6046    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6047    we check that all other insns that set the same register follow
6048    immediately after P, that they alter nothing else,
6049    and that the result of the last is still a giv.
6050
6051    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6052    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6053    all the consecutive insns that compute the value.
6054
6055    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6056    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6057
6058    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6059    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6060
6061 static int
6062 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6063                  add_val, mult_val)
6064      int first_benefit;
6065      rtx p;
6066      rtx src_reg;
6067      rtx dest_reg;
6068      rtx *add_val;
6069      rtx *mult_val;
6070 {
6071   int count;
6072   enum rtx_code code;
6073   int benefit;
6074   rtx temp;
6075   rtx set;
6076
6077   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6078      each insn of the multi-insn sequence. 
6079
6080      This induction structure will be used only by the call to
6081      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6082      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6083      a new induction structure.  */
6084   struct induction *v
6085     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6086   v->src_reg = src_reg;
6087   v->mult_val = *mult_val;
6088   v->add_val = *add_val;
6089   v->benefit = first_benefit;
6090   v->cant_derive = 0;
6091   v->derive_adjustment = 0;
6092
6093   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
6094   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
6095
6096   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6097
6098   while (count > 0)
6099     {
6100       p = NEXT_INSN (p);
6101       code = GET_CODE (p);
6102
6103       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6104       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6105         p = XEXP (temp, 0);
6106
6107       if (code == INSN
6108           && (set = single_set (p))
6109           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6110           && SET_DEST (set) == dest_reg
6111           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6112                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6113               /* Giv created by equivalent expression.  */
6114               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6115                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6116                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6117           && src_reg == v->src_reg)
6118         {
6119           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6120             benefit += libcall_benefit (p);
6121
6122           count--;
6123           v->mult_val = *mult_val;
6124           v->add_val = *add_val;
6125           v->benefit = benefit;
6126         }
6127       else if (code != NOTE)
6128         {
6129           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6130              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6131              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6132           if (code == INSN
6133               && (set = single_set (p))
6134               && SET_DEST (set) != dest_reg
6135               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6136             continue;
6137
6138           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
6139           return 0;
6140         }
6141     }
6142
6143   return v->benefit;
6144 }
6145 \f
6146 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6147    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6148    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
6149
6150    To perform the computation, we note that
6151         G1 = x * v + a          and
6152         G2 = y * v + b
6153    where `v' is the biv.
6154
6155    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6156
6157    Note that MULT = y/x.
6158
6159    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6160    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6161    subtracting variables.  */
6162
6163 static rtx
6164 express_from_1 (a, b, mult)
6165      rtx a, b, mult;
6166 {
6167   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6168
6169   if (mult == const0_rtx)
6170     return b;
6171
6172   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6173      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6174      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6175      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6176
6177   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6178     return NULL_RTX;
6179
6180   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6181      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6182      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6183      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6184      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6185
6186   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6187     {
6188       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6189
6190       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6191       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6192         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6193
6194       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6195       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6196         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6197
6198       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6199         /* We matched: remove one reg completely.  */
6200         a = oa, b = ob;
6201       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6202         /* An alternate match.  */
6203         a = oa, b = rb;
6204       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6205         /* An alternate match.  */
6206         a = ra, b = ob;
6207       else
6208         {
6209           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and 
6210              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6211           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6212           if (ob == NULL_RTX)
6213             return NULL_RTX;
6214           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6215         }
6216     }
6217
6218   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6219      get rid of everything but a constant.  */
6220
6221   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6222     {
6223       rtx ra, oa;
6224
6225       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6226       if (rtx_equal_p (oa, b))
6227         oa = ra;
6228       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6229         return NULL_RTX;
6230
6231       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6232         return NULL_RTX;
6233
6234       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6235     }
6236   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6237     {
6238       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6239     }
6240   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6241     {
6242       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6243         return XEXP (b, 1);
6244       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6245         return XEXP (b, 0);
6246       else
6247         return NULL_RTX;
6248     }
6249   else if (rtx_equal_p (a, b))
6250     return const0_rtx;
6251
6252   return NULL_RTX;
6253 }
6254
6255 static rtx
6256 express_from (g1, g2)
6257      struct induction *g1, *g2;
6258 {
6259   rtx mult, add;
6260
6261   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6262      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6263      for notation) is also an integer.  */
6264   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6265       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6266     {
6267       if (g1->mult_val == const0_rtx
6268           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6269         return NULL_RTX;
6270       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6271     }
6272   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6273     mult = const1_rtx;
6274   else
6275     {
6276       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6277       return NULL_RTX;
6278     }
6279
6280   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6281   if (add == NULL_RTX)
6282     return NULL_RTX;
6283
6284   /* Form simplified final result.  */
6285   if (mult == const0_rtx)
6286     return add;
6287   else if (mult == const1_rtx)
6288     mult = g1->dest_reg;
6289   else
6290     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6291
6292   if (add == const0_rtx)
6293     return mult;
6294   else
6295     return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6296 }
6297 \f
6298 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6299    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6300    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6301    used to represent G1.  */
6302
6303 static rtx
6304 combine_givs_p (g1, g2)
6305      struct induction *g1, *g2;
6306 {
6307   rtx tem = express_from (g1, g2);
6308
6309   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6310      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6311      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6312   if (tem == g1->dest_reg)
6313     {
6314       return g1->dest_reg;
6315     }
6316
6317   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6318      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6319      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6320   if (tem != NULL_RTX
6321       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6322       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6323       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6324          will always be a register, and so anything more complicated
6325          gets discarded.  */
6326 #if 0
6327 #ifdef ADDRESS_COST
6328       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6329 #else
6330       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6331 #endif
6332 #endif
6333       )
6334     {
6335       return tem;
6336     }
6337
6338   return NULL_RTX;
6339 }
6340 \f
6341 struct combine_givs_stats
6342 {
6343   int giv_number;
6344   int total_benefit;
6345 };
6346
6347 static int
6348 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6349      struct combine_givs_stats *x, *y;
6350 {
6351   int d;
6352   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6353   /* Stabilize the sort.  */
6354   if (!d)
6355     d = x->giv_number - y->giv_number;
6356   return d;
6357 }
6358
6359 /* If one of these givs is a DEST_REG that was only used once, by the
6360    other giv, this is actually a single use.  Return 0 if this is not
6361    the case, -1 if g1 is the DEST_REG involved, and 1 if it was g2.  */
6362
6363 static int
6364 combine_givs_used_once (g1, g2)
6365      struct induction *g1, *g2;
6366 {
6367   if (g1->giv_type == DEST_REG
6368       && VARRAY_INT (n_times_used, REGNO (g1->dest_reg)) == 1
6369       && reg_mentioned_p (g1->dest_reg, PATTERN (g2->insn)))
6370     return -1;
6371
6372   if (g2->giv_type == DEST_REG
6373       && VARRAY_INT (n_times_used, REGNO (g2->dest_reg)) == 1
6374       && reg_mentioned_p (g2->dest_reg, PATTERN (g1->insn)))
6375     return 1;
6376
6377   return 0;
6378 }
6379  
6380 static int
6381 combine_givs_benefit_from (g1, g2)
6382      struct induction *g1, *g2;
6383 {
6384   int tmp = combine_givs_used_once (g1, g2);
6385   if (tmp < 0)
6386     return 0;
6387   else if (tmp > 0)
6388     return g2->benefit - g1->benefit;
6389   else
6390     return g2->benefit;
6391 }
6392
6393 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6394    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6395    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6396    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6397
6398 static void
6399 combine_givs (bl)
6400      struct iv_class *bl;
6401 {
6402   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6403   int i, j, k, giv_count;
6404   struct combine_givs_stats *stats;
6405   rtx *can_combine;
6406
6407   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6408   giv_count = 0;
6409   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6410     if (!g1->ignore)
6411       giv_count++;
6412
6413   giv_array
6414     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6415   i = 0;
6416   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6417     if (!g1->ignore)
6418       giv_array[i++] = g1;
6419
6420   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6421   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6422
6423   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6424   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6425
6426   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6427     {
6428       int this_benefit;
6429
6430       g1 = giv_array[i];
6431
6432       this_benefit = g1->benefit;
6433       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6434       if (g1->no_const_addval)
6435         this_benefit += 1;
6436       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6437         {
6438           rtx this_combine;
6439
6440           g2 = giv_array[j];
6441           if (g1 != g2
6442               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6443             {
6444               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6445               this_benefit += combine_givs_benefit_from (g1, g2);
6446               /* Add an additional weight for being reused more times.  */
6447               this_benefit += 3;
6448             }
6449         }
6450       stats[i].giv_number = i;
6451       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6452     }
6453
6454   /* Iterate, combining until we can't.  */
6455 restart:
6456   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6457
6458   if (loop_dump_stream)
6459     {
6460       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6461       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6462         {
6463           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6464           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6465             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}", 
6466                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6467                      stats[k].total_benefit);
6468         }
6469       putc ('\n', loop_dump_stream);
6470     }
6471
6472   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6473     {
6474       int g1_add_benefit = 0;
6475
6476       i = stats[k].giv_number;
6477       g1 = giv_array[i];
6478
6479       /* If it has already been combined, skip.  */
6480       if (g1->combined_with || g1->same)
6481         continue;
6482
6483       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6484         {
6485           g2 = giv_array[j];
6486           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6487               /* If it has already been combined, skip.  */
6488               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6489             {
6490               int l;
6491
6492               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6493               g2->same = g1;
6494               g1->combined_with = 1;
6495               if (!combine_givs_used_once (g1, g2))
6496                 g1->times_used += 1;
6497               g1->lifetime += g2->lifetime;
6498
6499               g1_add_benefit += combine_givs_benefit_from (g1, g2);
6500
6501               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6502                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6503                  longer be necessary.  */
6504               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6505                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6506                 
6507               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6508                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6509               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6510                 {
6511                   int m = stats[l].giv_number;
6512                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6513                     {
6514                       /* Remove additional weight for being reused.  */
6515                       stats[l].total_benefit -= 3 + 
6516                         combine_givs_benefit_from (giv_array[m], g2);
6517                     }
6518                 }
6519
6520               if (loop_dump_stream)
6521                 fprintf (loop_dump_stream,
6522                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6523                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6524             }
6525         }
6526
6527       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6528          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6529       if (g1->combined_with)
6530         {
6531           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
6532             {
6533               int m = stats[j].giv_number;
6534               if (can_combine[m*giv_count + j])
6535                 {
6536                   /* Remove additional weight for being reused.  */
6537                   stats[j].total_benefit -= 3 + 
6538                     combine_givs_benefit_from (giv_array[m], g1);
6539                 }
6540             }
6541
6542           g1->benefit += g1_add_benefit;
6543
6544           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
6545              Restart the combination so that proper weights for the 
6546              rest of the givs are properly taken into account.  */
6547           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
6548              as to not cover old ground.  But sanely compacting
6549              can_combine is tricky.  */
6550           goto restart;
6551         }
6552     }
6553 }
6554 \f
6555 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
6556
6557 void
6558 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
6559      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
6560      rtx m;          /* multiplicative constant */
6561      rtx a;          /* additive constant */
6562      rtx reg;        /* destination register */
6563      rtx insert_before;
6564 {
6565   rtx seq;
6566   rtx result;
6567
6568   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
6569   a = copy_rtx (a);
6570   b = copy_rtx (b);
6571
6572   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
6573   update_reg_last_use (a, insert_before);
6574   update_reg_last_use (b, insert_before);
6575   update_reg_last_use (m, insert_before);
6576
6577   start_sequence ();
6578   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
6579   if (reg != result)
6580     emit_move_insn (reg, result);
6581   seq = gen_sequence ();
6582   end_sequence ();
6583
6584   emit_insn_before (seq, insert_before);
6585
6586   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new 
6587      registers.  Iterate over the sequence we just created and 
6588      record them all.  */
6589
6590   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
6591     {
6592       int i;
6593       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
6594         {
6595           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
6596           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
6597             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
6598         }
6599     }
6600   else if (GET_CODE (seq) == SET
6601            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
6602     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
6603 }
6604 \f
6605 /* Test whether A * B can be computed without
6606    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
6607
6608 static int
6609 product_cheap_p (a, b)
6610      rtx a;
6611      rtx b;
6612 {
6613   int i;
6614   rtx tmp;
6615   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
6616   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
6617   int win = 1;
6618
6619   /* If only one is constant, make it B.  */
6620   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6621     tmp = a, a = b, b = tmp;
6622
6623   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
6624   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6625     return 1;
6626
6627   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
6628   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
6629     return 0;
6630
6631   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
6632      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
6633      of insns is generated.  */
6634
6635   rtl_obstack = &temp_obstack;
6636   start_sequence ();
6637   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
6638   tmp = gen_sequence ();
6639   end_sequence ();
6640
6641   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
6642     {
6643       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
6644         win = 1;
6645       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
6646         win = 0;
6647       else
6648         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
6649           {
6650             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
6651
6652             if (GET_CODE (insn) != INSN
6653                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
6654                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
6655                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
6656                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
6657                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
6658               {
6659                 win = 0;
6660                 break;
6661               }
6662           }
6663     }
6664   else if (GET_CODE (tmp) == SET
6665            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
6666     win = 0;
6667   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
6668            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
6669            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
6670     win = 0;
6671
6672   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
6673      allocation to its normal obstack.  */
6674   obstack_free (&temp_obstack, storage);
6675   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
6676
6677   return win;
6678 }
6679 \f
6680 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
6681    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
6682    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
6683    to see if the optimization can be performed.
6684    Value is nonzero if optimization was performed.  */
6685
6686 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
6687    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
6688    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
6689    faster than one that increments from zero.  */
6690
6691 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
6692    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
6693    final_[bg]iv_value.  */
6694
6695 static int
6696 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
6697      rtx loop_end;
6698      int insn_count;
6699      rtx loop_start;
6700 {
6701   struct iv_class *bl;
6702   rtx reg;
6703   rtx jump_label;
6704   rtx final_value;
6705   rtx start_value;
6706   rtx new_add_val;
6707   rtx comparison;
6708   rtx before_comparison;
6709   rtx p;
6710   rtx jump;
6711   rtx first_compare;
6712   int compare_and_branch;
6713
6714   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
6715      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
6716
6717   jump = PREV_INSN (loop_end);
6718   comparison = get_condition_for_loop (jump);
6719   if (comparison == 0)
6720     return 0;
6721
6722   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
6723      two instructions.  */
6724   get_condition (jump, &first_compare);
6725   if (first_compare == jump)
6726     compare_and_branch = 1;
6727   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
6728     compare_and_branch = 2;
6729   else
6730     return 0;
6731
6732   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
6733      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
6734      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
6735      used between its update and the test insn.  */
6736
6737   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
6738     {
6739       if (bl->biv_count == 1
6740           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
6741           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
6742                                    first_compare))
6743         break;
6744     }
6745
6746   if (! bl)
6747     return 0;
6748
6749   /* Look for the case where the basic induction variable is always
6750      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
6751      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
6752      m68k DBRA instruction to be used.  */
6753
6754   if (((GET_CODE (comparison) == GT
6755         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
6756         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
6757        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
6758       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
6759       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
6760     {
6761       /* Initial value must be greater than 0,
6762          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
6763          the last iteration */
6764
6765       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
6766           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
6767           && (INTVAL (bl->initial_value)
6768               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
6769         {
6770           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
6771           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
6772             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
6773                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
6774           bl->nonneg = 1;
6775
6776           return 1;
6777         }
6778
6779       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
6780          the loop, then we can safely optimize.  */
6781       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
6782         {
6783           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
6784             break;
6785           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
6786             continue;
6787
6788           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
6789           if (before_comparison
6790               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
6791               && GET_CODE (before_comparison) == LT
6792               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
6793               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
6794               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
6795             {
6796               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
6797                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
6798                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
6799               bl->nonneg = 1;
6800
6801               return 1;
6802             }
6803         }
6804     }
6805   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
6806     {
6807       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
6808       /* Can do this if:
6809          all registers modified are induction variables or invariant,
6810          all memory references have non-overlapping addresses
6811          (obviously true if only one write)
6812          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
6813       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
6814          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
6815          reversed.  We meet this condition by requiring that either
6816          no_use_except_counting is true, or else that there is only
6817          one biv.  */
6818       int num_nonfixed_reads = 0;
6819       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
6820       int no_use_except_counting = 0;
6821       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
6822          which is reversible.  */
6823       int reversible_mem_store = 1;
6824
6825       if (bl->giv_count == 0
6826           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
6827         {
6828           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
6829
6830           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
6831              fall through at the end of the loop, then
6832              see if perhaps there are no uses except to count.  */
6833           no_use_except_counting = 1;
6834           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
6835             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
6836               {
6837                 rtx set = single_set (p);
6838
6839                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6840                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
6841                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
6842                   ;
6843                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
6844                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
6845                   /* Don't bother about the end test.  */
6846                   ;
6847                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
6848                   {
6849                     no_use_except_counting = 0;
6850                     break;
6851                   }
6852               }
6853         }
6854
6855       if (no_use_except_counting)
6856         ; /* no need to worry about MEMs.  */
6857       else if (num_mem_sets <= 1)
6858         {
6859           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
6860             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
6861               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
6862
6863           /* If the loop has a single store, and the destination address is
6864              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
6865              might then have the wrong value at loop exit.
6866              This would work if the source was invariant also, however, in that
6867              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
6868
6869           if (num_mem_sets == 1)
6870             reversible_mem_store
6871               = (! unknown_address_altered
6872                  && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems[0], 0)));
6873         }
6874       else
6875         return 0;
6876
6877       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
6878          the memory address check by only reversing loops with
6879          zero or one memory access.
6880          Two memory accesses could involve parts of the same array,
6881          and that can't be reversed.
6882          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
6883          about all these things.  */
6884
6885       if ((num_nonfixed_reads <= 1
6886            && !loop_has_call
6887            && !loop_has_volatile
6888            && reversible_mem_store
6889            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
6890               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
6891            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
6892           || no_use_except_counting)
6893         {
6894           rtx tem;
6895
6896           /* Loop can be reversed.  */
6897           if (loop_dump_stream)
6898             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
6899
6900           /* Now check other conditions:
6901
6902              The increment must be a constant, as must the initial value,
6903              and the comparison code must be LT. 
6904
6905              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
6906              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
6907              confusing.  */
6908
6909           if (comparison
6910               /* for constants, LE gets turned into LT */
6911               && (GET_CODE (comparison) == LT
6912                   || (GET_CODE (comparison) == LE
6913                       && no_use_except_counting)))
6914             {
6915               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
6916               rtx initial_value, comparison_value;
6917               int nonneg = 0;
6918               enum rtx_code cmp_code;
6919               int comparison_const_width;
6920               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
6921               rtx vtop;
6922
6923               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
6924               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
6925               comparison_const_width
6926                 = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 1)));
6927               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
6928                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
6929               comparison_sign_mask
6930                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
6931
6932               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
6933                  can not reverse this loop.
6934
6935                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
6936                  a whole compute an invariant result, then we could move
6937                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
6938               if (!invariant_p (comparison_value))
6939                 return 0;
6940
6941               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
6942                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
6943               initial_value = bl->initial_value;
6944                 
6945               /* Normalize the initial value if it is an integer and 
6946                  has no other use except as a counter.  This will allow
6947                  a few more loops to be reversed.  */
6948               if (no_use_except_counting
6949                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
6950                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
6951                 {
6952                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
6953                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
6954                      of add_val in order to do the loop reversal, so
6955                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
6956                      Since comparison_value is constant, we know that the
6957                      current comparison code is LT.  */
6958                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
6959                   comparison_val
6960                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
6961                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
6962                      even if there is an overflow, we might still be able to
6963                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
6964                      NE is possible.  */
6965                   initial_value = const0_rtx;
6966                 }
6967
6968               /* Check if there is a NOTE_INSN_LOOP_VTOP note.  If there is,
6969                  that means that this is a for or while style loop, with
6970                  a loop exit test at the start.  Thus, we can assume that
6971                  the loop condition was true when the loop was entered.
6972                  This allows us to change the loop exit condition to an
6973                  equality test.
6974                  We start at the end and search backwards for the previous
6975                  NOTE.  If there is no NOTE_INSN_LOOP_VTOP for this loop,
6976                  the search will stop at the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
6977               vtop = loop_end;
6978               do
6979                 vtop = PREV_INSN (vtop);
6980               while (GET_CODE (vtop) != NOTE
6981                      || NOTE_LINE_NUMBER (vtop) > 0
6982                      || NOTE_LINE_NUMBER (vtop) == NOTE_REPEATED_LINE_NUMBER
6983                      || NOTE_LINE_NUMBER (vtop) == NOTE_INSN_DELETED);
6984               if (NOTE_LINE_NUMBER (vtop) != NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
6985                 vtop = NULL_RTX;
6986                 
6987               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
6988               if (initial_value == const0_rtx
6989                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
6990                      the NE test, since this will allow that instruction to
6991                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
6992                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
6993                      a non-counting use.  */
6994 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
6995                   && (! (add_val == 1 && vtop
6996                          && (bl->biv_count == 0
6997                              || no_use_except_counting)))
6998 #endif
6999                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7000                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7001                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7002                         & comparison_sign_mask))
7003                 {
7004                   /* Register will always be nonnegative, with value
7005                      0 on last iteration */
7006                   add_adjust = add_val;
7007                   nonneg = 1;
7008                   cmp_code = GE;
7009                 }
7010               else if (add_val == 1 && vtop
7011                        && (bl->biv_count == 0
7012                            || no_use_except_counting))
7013                 {
7014                   add_adjust = 0;
7015                   cmp_code = NE;
7016                 }
7017               else
7018                 return 0;
7019
7020               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7021                 add_adjust -= add_val;
7022
7023               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7024                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7025                  can not reverse this loop.  */
7026               if (initial_value == const0_rtx
7027                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7028                 {
7029                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7030                     return 0;
7031                 }
7032               else
7033                 {
7034                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7035                     return 0;
7036                 }
7037
7038               final_value = comparison_value;
7039
7040               /* Reset these in case we normalized the initial value
7041                  and comparison value above.  */
7042               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7043                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7044                 {
7045                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7046                   final_value
7047                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7048                 }
7049               bl->initial_value = initial_value;
7050
7051               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7052               reg = bl->biv->dest_reg;
7053               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7054               if (jump_label == pc_rtx)
7055                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7056               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7057
7058               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7059                  to generate a SUB.
7060                  Initialize biv to start_value before loop start.
7061                  The old initializing insn will be deleted as a
7062                  dead store by flow.c.  */
7063               if (initial_value == const0_rtx
7064                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7065                 {
7066                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7067                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
7068                                     loop_start);
7069                 }
7070               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7071                 {
7072                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7073                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7074                   enum insn_code icode
7075                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7076                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7077                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7078                             (comparison_value, mode))
7079                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
7080                     return 0;
7081                   start_value
7082                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7083                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7084                                      (reg, comparison_value, offset)),
7085                                     loop_start);
7086                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7087                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7088                                                 GEN_INT (add_val));
7089                 }
7090               else if (! add_adjust)
7091                 {
7092                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7093                   enum insn_code icode
7094                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7095                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7096                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7097                             (comparison_value, mode))
7098                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
7099                             (initial_value, mode)))
7100                     return 0;
7101                   start_value
7102                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7103                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7104                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
7105                                     loop_start);
7106                 }
7107               else
7108                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
7109                    better to have a testcase first.  */
7110                 return 0;
7111
7112               /* Add insn to decrement register, and delete insn
7113                  that incremented the register.  */
7114               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
7115                                     bl->biv->insn);
7116               delete_insn (bl->biv->insn);
7117                       
7118               /* Update biv info to reflect its new status.  */
7119               bl->biv->insn = p;
7120               bl->initial_value = start_value;
7121               bl->biv->add_val = new_add_val;
7122
7123               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
7124                  not delete the label.  */
7125               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
7126
7127               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
7128                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
7129               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
7130                   || ! bl->init_insn
7131                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
7132                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
7133                                  loop_end);
7134
7135               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
7136               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
7137               if (compare_and_branch == 2)
7138                 delete_insn (first_compare);
7139
7140               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
7141               start_sequence ();
7142               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
7143                              GET_MODE (reg), 0, 0);
7144               emit_jump_insn ((*bcc_gen_fctn[(int) cmp_code])
7145                               (XEXP (jump_label, 0)));
7146               tem = gen_sequence ();
7147               end_sequence ();
7148               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
7149
7150               if (nonneg)
7151                 {
7152                   for (tem = PREV_INSN (loop_end);
7153                        tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
7154                        tem = PREV_INSN (tem))
7155                     ;
7156                   if (tem)
7157                     {
7158                       JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
7159
7160                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
7161                       /* Register is now always nonnegative,
7162                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
7163                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7164                                                            REG_NOTES (tem));
7165                     }
7166                   bl->nonneg = 1;
7167                 }
7168
7169               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
7170                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
7171                  will have to be fixed up.  */
7172
7173               bl->reversed = 1;
7174
7175               if (loop_dump_stream)
7176                 fprintf (loop_dump_stream,
7177                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
7178
7179               return 1;
7180             }
7181         }
7182     }
7183
7184   return 0;
7185 }
7186 \f
7187 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
7188    based on the insns in the loop that refer to it.
7189    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
7190
7191    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
7192
7193    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
7194    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
7195    start of the loop.  */
7196
7197 static int
7198 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
7199      struct iv_class *bl;
7200      rtx loop_start;
7201      rtx end;
7202      int eliminate_p;
7203      int threshold, insn_count;
7204 {
7205   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
7206   rtx p;
7207
7208   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
7209      biv in a way that we cannot eliminate.  */
7210
7211   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
7212     {
7213       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
7214       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
7215
7216       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
7217           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
7218           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
7219         {
7220           if (loop_dump_stream)
7221             fprintf (loop_dump_stream,
7222                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
7223                      bl->regno, INSN_UID (p));
7224           break;
7225         }
7226     }
7227
7228   if (p == end)
7229     {
7230       if (loop_dump_stream)
7231         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
7232                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
7233       return 1;
7234     }
7235
7236   return 0;
7237 }
7238 \f
7239 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
7240    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
7241
7242    If BIV does not appear in X, return 1.
7243
7244    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
7245    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
7246    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
7247    the loop.  */
7248
7249 static int
7250 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
7251      rtx x, insn;
7252      struct iv_class *bl;
7253      int eliminate_p;
7254      rtx where;
7255 {
7256   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
7257   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
7258   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7259   struct induction *v;
7260   rtx arg, tem;
7261 #ifdef HAVE_cc0
7262   rtx new;
7263 #endif
7264   int arg_operand;
7265   char *fmt;
7266   int i, j;
7267
7268   switch (code)
7269     {
7270     case REG:
7271       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
7272          we can't eliminate it.  */
7273       if (x == reg)
7274         return 0;
7275       return 1;
7276
7277     case SET:
7278       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
7279       if (SET_DEST (x) == reg)
7280         return 1;
7281
7282       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
7283          it will go away when the giv is reduced.  */
7284       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7285         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
7286           return 1;
7287
7288 #ifdef HAVE_cc0
7289       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
7290         {
7291           /* Can replace with any giv that was reduced and
7292              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
7293              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
7294              ??? We disable this optimization to avoid potential
7295              overflows.  */
7296
7297           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7298             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
7299                 && v->add_val == const0_rtx
7300                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7301                 && v->mode == mode
7302                 && 0)
7303               {
7304                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7305                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7306                    insn, then we must adjust the value used here.
7307                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7308                 if (v->auto_inc_opt
7309                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7310                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7311                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7312                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7313                   continue;
7314
7315                 if (! eliminate_p)
7316                   return 1;
7317
7318                 /* If the giv has the opposite direction of change,
7319                    then reverse the comparison.  */
7320                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
7321                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
7322                                          const0_rtx, v->new_reg);
7323                 else
7324                   new = v->new_reg;
7325
7326                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
7327                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
7328                   return 1;
7329               }
7330
7331           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
7332              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
7333              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
7334              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
7335              overflow problem.  */
7336
7337           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7338             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
7339                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7340                 && v->mode == mode
7341                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
7342                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
7343                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
7344                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
7345                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
7346               {
7347                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7348                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7349                    insn, then we must adjust the value used here.
7350                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7351                 if (v->auto_inc_opt
7352                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7353                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7354                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7355                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7356                   continue;
7357
7358                 if (! eliminate_p)
7359                   return 1;
7360
7361                 /* If the giv has the opposite direction of change,
7362                    then reverse the comparison.  */
7363                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
7364                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
7365                                          v->new_reg);
7366                 else
7367                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
7368                                          copy_rtx (v->add_val));
7369
7370                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
7371                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
7372                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
7373                   return 1;
7374
7375                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
7376                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
7377                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
7378
7379                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
7380                                   where);
7381
7382                 /* Substitute the new register for its invariant value in
7383                    the compare expression. */
7384                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
7385                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
7386                   return 1;
7387               }
7388         }
7389 #endif
7390       break;
7391
7392     case COMPARE:
7393     case EQ:  case NE:
7394     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
7395     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
7396       /* See if either argument is the biv.  */
7397       if (XEXP (x, 0) == reg)
7398         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
7399       else if (XEXP (x, 1) == reg)
7400         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
7401       else
7402         break;
7403
7404       if (CONSTANT_P (arg))
7405         {
7406           /* First try to replace with any giv that has constant positive
7407              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
7408              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
7409
7410           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7411             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
7412                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
7413                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
7414                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
7415                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
7416                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
7417                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7418                 && v->mode == mode)
7419               {
7420                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7421                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7422                    insn, then we must adjust the value used here.
7423                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7424                 if (v->auto_inc_opt
7425                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7426                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7427                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7428                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7429                   continue;
7430
7431                 if (! eliminate_p)
7432                   return 1;
7433
7434                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
7435                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
7436
7437                 /* If all constants are actually constant integers and
7438                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
7439                    do so.  */
7440                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
7441                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
7442                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
7443                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
7444                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
7445                                                  * INTVAL (v->mult_val)
7446                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
7447                   return 1;
7448
7449                 /* Otherwise, load it into a register.  */
7450                 tem = gen_reg_rtx (mode);
7451                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
7452                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
7453                   return 1;
7454
7455                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
7456                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
7457               }
7458           
7459           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
7460              Insert insns to calculate new compare value.  
7461              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
7462
7463           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7464             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
7465                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7466                 && v->mode == mode
7467                 && 0)
7468               {
7469                 rtx tem;
7470
7471                 /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7472                    to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7473                    insn, then we must adjust the value used here.
7474                    This is rare, so we don't bother to do so.  */
7475                 if (v->auto_inc_opt
7476                     && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7477                          && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7478                         || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7479                             && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7480                   continue;
7481
7482                 if (! eliminate_p)
7483                   return 1;
7484
7485                 tem = gen_reg_rtx (mode);
7486
7487                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
7488                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
7489                                  v->new_reg, 1);
7490
7491                 /* Compute value to compare against.  */
7492                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
7493                 /* Use it in this insn.  */
7494                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
7495                 if (apply_change_group ())
7496                   return 1;
7497               }
7498         }
7499       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
7500         {
7501           if (invariant_p (arg) == 1)
7502             {
7503               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
7504                  add_val. Insert insns to compute new compare value. 
7505                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
7506
7507               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7508                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
7509                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
7510                     && v->mode == mode
7511                     && 0)
7512                   {
7513                     rtx tem;
7514
7515                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7516                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7517                        insn, then we must adjust the value used here.
7518                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
7519                     if (v->auto_inc_opt
7520                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7521                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7522                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7523                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7524                       continue;
7525
7526                     if (! eliminate_p)
7527                       return 1;
7528
7529                     tem = gen_reg_rtx (mode);
7530
7531                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
7532                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
7533                                      v->new_reg, 1);
7534
7535                     /* Compute value to compare against.  */
7536                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
7537                                       tem, where);
7538                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
7539                     if (apply_change_group ())
7540                       return 1;
7541                   }
7542             }
7543
7544           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
7545              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
7546              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
7547              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
7548              but that can generate poor code.
7549
7550              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
7551              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
7552              we might have to do a topological sort of the order in which
7553              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
7554              this sort of thing now.  */
7555
7556 #if 0
7557           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
7558           if (GET_CODE (arg) != REG
7559               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
7560             return 0;
7561
7562           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
7563              with identical coefficients.  */
7564           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7565             {
7566               struct induction *tv;
7567
7568               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
7569                 continue;
7570
7571               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
7572                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
7573                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
7574                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
7575                     && tv->mode == mode)
7576                   {
7577                     /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
7578                        to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
7579                        insn, then we must adjust the value used here.
7580                        This is rare, so we don't bother to do so.  */
7581                     if (v->auto_inc_opt
7582                         && ((INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (insn)
7583                              && INSN_LUID (insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
7584                             || (INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (insn)
7585                                 && INSN_LUID (insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn))))
7586                       continue;
7587
7588                     if (! eliminate_p)
7589                       return 1;
7590
7591                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
7592                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
7593                     /* Replace other operand with the other giv's
7594                        reduced reg.  */
7595                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
7596                     return 1;
7597                   }
7598             }
7599 #endif
7600         }
7601
7602       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
7603       return 0;
7604
7605     case MEM:
7606       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
7607          biv is used in it, since it will be replaced.  */
7608       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7609         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
7610           return 1;
7611       break;
7612
7613     default:
7614       break;
7615     }
7616
7617   /* See if any subexpression fails elimination.  */
7618   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7619   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7620     {
7621       switch (fmt[i])
7622         {
7623         case 'e':
7624           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
7625                                        eliminate_p, where))
7626             return 0;
7627           break;
7628
7629         case 'E':
7630           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7631             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
7632                                          eliminate_p, where))
7633               return 0;
7634           break;
7635         }
7636     }
7637
7638   return 1;
7639 }  
7640 \f
7641 /* Return nonzero if the last use of REG
7642    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
7643
7644 static int
7645 last_use_this_basic_block (reg, insn)
7646      rtx reg;
7647      rtx insn;
7648 {
7649   rtx n;
7650   for (n = insn;
7651        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
7652        n = NEXT_INSN (n))
7653     {
7654       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
7655         return 1;
7656     }
7657   return 0;
7658 }
7659 \f
7660 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
7661    just record the location of the set and process it later.  */
7662
7663 static void
7664 record_initial (dest, set)
7665      rtx dest;
7666      rtx set;
7667 {
7668   struct iv_class *bl;
7669
7670   if (GET_CODE (dest) != REG
7671       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
7672       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
7673     return;
7674
7675   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
7676
7677   /* If this is the first set found, record it.  */
7678   if (bl->init_insn == 0)
7679     {
7680       bl->init_insn = note_insn;
7681       bl->init_set = set;
7682     }
7683 }
7684 \f
7685 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
7686    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
7687    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
7688    use it.  */
7689
7690 static void
7691 update_reg_last_use (x, insn)
7692      rtx x;
7693      rtx insn;
7694 {
7695   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
7696      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
7697      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
7698      and hence this insn will never be the last use of x.  */
7699   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
7700       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
7701       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
7702     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
7703   else
7704     {
7705       register int i, j;
7706       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
7707       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
7708         {
7709           if (fmt[i] == 'e')
7710             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
7711           else if (fmt[i] == 'E')
7712             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7713               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
7714         }
7715     }
7716 }
7717 \f
7718 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
7719    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
7720    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
7721    be returned.
7722
7723    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
7724    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
7725    of the condition is desired, it should be placed in front of that
7726    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
7727
7728    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
7729    callers.  Specifically:
7730
7731    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
7732    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
7733    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
7734    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
7735        for GE, GEU, and LEU.  */
7736
7737 rtx
7738 get_condition (jump, earliest)
7739      rtx jump;
7740      rtx *earliest;
7741 {
7742   enum rtx_code code;
7743   rtx prev = jump;
7744   rtx set;
7745   rtx tem;
7746   rtx op0, op1;
7747   int reverse_code = 0;
7748   int did_reverse_condition = 0;
7749   enum machine_mode mode;
7750
7751   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
7752   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
7753       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
7754     return 0;
7755
7756   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
7757   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
7758   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
7759   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
7760
7761   if (earliest)
7762     *earliest = jump;
7763
7764   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
7765      the condition.  */
7766   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
7767       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
7768     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
7769
7770   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
7771      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
7772      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
7773      in cse.c  */
7774
7775   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
7776     {
7777       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
7778       rtx x = 0;
7779
7780 #ifdef HAVE_cc0
7781       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
7782          insn.  */
7783       if (op0 == cc0_rtx)
7784         {
7785           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
7786               || GET_CODE (prev) != INSN
7787               || (set = single_set (prev)) == 0
7788               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
7789             return 0;
7790
7791           op0 = SET_SRC (set);
7792           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
7793           if (earliest)
7794             *earliest = prev;
7795         }
7796 #endif
7797
7798       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
7799       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
7800         {
7801           op1 = XEXP (op0, 1);
7802           op0 = XEXP (op0, 0);
7803           continue;
7804         }
7805       else if (GET_CODE (op0) != REG)
7806         break;
7807
7808       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
7809          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
7810          we don't want to bother dealing with it.  */
7811
7812       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
7813           || GET_CODE (prev) != INSN
7814           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
7815           || (set = single_set (prev)) == 0)
7816         break;
7817
7818       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
7819          relevant.  */
7820       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
7821         {
7822           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
7823
7824           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
7825              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
7826              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
7827              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
7828              actually artificial, simply to prevent the combination, but
7829              should not affect other platforms.  */
7830
7831           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
7832                || (((code == NE
7833                      || (code == LT
7834                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
7835                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
7836                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7837                          && (STORE_FLAG_VALUE
7838                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
7839                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
7840 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
7841                      || (code == LT
7842                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
7843                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
7844 #endif
7845                      ))
7846                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
7847               && ((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
7848                   == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC)))
7849             x = SET_SRC (set);
7850           else if (((code == EQ
7851                      || (code == GE
7852                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
7853                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7854                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
7855                          && (STORE_FLAG_VALUE
7856                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
7857                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
7858 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
7859                      || (code == GE
7860                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
7861                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
7862 #endif
7863                      ))
7864                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
7865                    && ((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
7866                        == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC)))
7867             {
7868               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
7869                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
7870                  have had to reverse the condition.  */
7871               did_reverse_condition ^= 1;
7872               reverse_code = 1;
7873               x = SET_SRC (set);
7874             }
7875           else
7876             break;
7877         }
7878
7879       else if (reg_set_p (op0, prev))
7880         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
7881         break;
7882
7883       if (x)
7884         {
7885           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
7886             code = GET_CODE (x);
7887           if (reverse_code)
7888             {
7889               code = reverse_condition (code);
7890               did_reverse_condition ^= 1;
7891               reverse_code = 0;
7892             }
7893
7894           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
7895           if (earliest)
7896             *earliest = prev;
7897         }
7898     }
7899
7900   /* If constant is first, put it last.  */
7901   if (CONSTANT_P (op0))
7902     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
7903
7904   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
7905      was really being compared, so fail.  */
7906   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
7907     return 0;
7908
7909   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
7910      if we can do computations in the relevant mode and we do not
7911      overflow.  */
7912
7913   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
7914       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
7915       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7916     {
7917       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
7918       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
7919       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
7920         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
7921
7922       switch (code)
7923         {
7924         case LE:
7925           if (const_val != max_val >> 1)
7926             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
7927           break;
7928
7929         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
7930            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
7931         case GE:
7932           if ((const_val & max_val)
7933               != (((HOST_WIDE_INT) 1
7934                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
7935             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
7936           break;
7937
7938         case LEU:
7939           if (uconst_val < max_val)
7940             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
7941           break;
7942
7943         case GEU:
7944           if (uconst_val != 0)
7945             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
7946           break;
7947
7948         default:
7949           break;
7950         }
7951     }
7952
7953   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
7954      EQ or NE, return zero.  */
7955   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
7956       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
7957       && ! flag_fast_math
7958       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
7959     return 0;
7960
7961 #ifdef HAVE_cc0
7962   /* Never return CC0; return zero instead.  */
7963   if (op0 == cc0_rtx)
7964     return 0;
7965 #endif
7966
7967   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
7968 }
7969
7970 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
7971    unless both operands are invariants.  */
7972
7973 rtx
7974 get_condition_for_loop (x)
7975      rtx x;
7976 {
7977   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
7978
7979   if (comparison == 0
7980       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
7981       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
7982     return comparison;
7983
7984   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
7985                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
7986 }
7987
7988 #ifdef HAIFA
7989 /* Analyze a loop in order to instrument it with the use of count register.
7990    loop_start and loop_end are the first and last insns of the loop.
7991    This function works in cooperation with insert_bct ().
7992    loop_can_insert_bct[loop_num] is set according to whether the optimization
7993    is applicable to the loop.  When it is applicable, the following variables
7994    are also set:
7995     loop_start_value[loop_num]
7996     loop_comparison_value[loop_num]
7997     loop_increment[loop_num]
7998     loop_comparison_code[loop_num] */
7999
8000 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
8001 static void
8002 analyze_loop_iterations (loop_start, loop_end)
8003   rtx loop_start, loop_end;
8004 {
8005   rtx comparison, comparison_value;
8006   rtx iteration_var, initial_value, increment;
8007   enum rtx_code comparison_code;
8008
8009   rtx last_loop_insn;
8010   rtx insn;
8011   int i;
8012
8013   /* loop_variable mode */
8014   enum machine_mode original_mode;
8015
8016   /* find the number of the loop */
8017   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8018
8019   /* we change our mind only when we are sure that loop will be instrumented */
8020   loop_can_insert_bct[loop_num] = 0;
8021
8022   /* is the optimization suppressed.  */
8023   if ( !flag_branch_on_count_reg )
8024     return;
8025
8026   /* make sure that count-reg is not in use */
8027   if (loop_used_count_register[loop_num]){
8028     if (loop_dump_stream)
8029       fprintf (loop_dump_stream,
8030               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
8031               loop_num);
8032     return;
8033   }
8034
8035   /* make sure that the function has no indirect jumps.  */
8036   if (indirect_jump_in_function){
8037     if (loop_dump_stream)
8038       fprintf (loop_dump_stream,
8039               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
8040               loop_num);
8041     return;
8042   }
8043
8044   /* make sure that the last loop insn is a conditional jump */
8045   last_loop_insn = PREV_INSN (loop_end);
8046   if (GET_CODE (last_loop_insn) != JUMP_INSN || !condjump_p (last_loop_insn)) {
8047     if (loop_dump_stream)
8048       fprintf (loop_dump_stream,
8049               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
8050               loop_num);
8051     return;
8052   }
8053
8054   /* First find the iteration variable.  If the last insn is a conditional
8055      branch, and the insn preceding it tests a register value, make that
8056      register the iteration variable.  */
8057
8058   /* We used to use prev_nonnote_insn here, but that fails because it might
8059      accidentally get the branch for a contained loop if the branch for this
8060      loop was deleted.  We can only trust branches immediately before the
8061      loop_end.  */
8062
8063   comparison = get_condition_for_loop (last_loop_insn);
8064   /* ??? Get_condition may switch position of induction variable and
8065      invariant register when it canonicalizes the comparison.  */
8066
8067   if (comparison == 0) {
8068     if (loop_dump_stream)
8069       fprintf (loop_dump_stream,
8070               "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: comparison not found\n",
8071               loop_num);
8072     return;
8073   }
8074
8075   comparison_code = GET_CODE (comparison);
8076   iteration_var = XEXP (comparison, 0);
8077   comparison_value = XEXP (comparison, 1);
8078
8079   original_mode = GET_MODE (iteration_var);
8080   if (GET_MODE_CLASS (original_mode) != MODE_INT
8081       || GET_MODE_SIZE (original_mode) != UNITS_PER_WORD) {
8082     if (loop_dump_stream)
8083       fprintf (loop_dump_stream,
8084               "analyze_loop_iterations %d: BCT Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
8085               loop_num);
8086     return;
8087   }
8088
8089   /* get info about loop bounds and increment */
8090   iteration_info (iteration_var, &initial_value, &increment,
8091                   loop_start, loop_end);
8092
8093   /* make sure that all required loop data were found */
8094   if (!(initial_value && increment && comparison_value
8095         && invariant_p (comparison_value) && invariant_p (increment)
8096         && ! indirect_jump_in_function))
8097     {
8098       if (loop_dump_stream) {
8099         fprintf (loop_dump_stream,
8100                 "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed because of wrong loop: ", loop_num);
8101         if (!(initial_value && increment && comparison_value)) {
8102           fprintf (loop_dump_stream, "\tbounds not available: ");
8103           if ( ! initial_value )
8104             fprintf (loop_dump_stream, "initial ");
8105           if ( ! increment )
8106             fprintf (loop_dump_stream, "increment ");
8107           if ( ! comparison_value )
8108             fprintf (loop_dump_stream, "comparison ");
8109           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8110         }
8111         if (!invariant_p (comparison_value) || !invariant_p (increment))
8112           fprintf (loop_dump_stream, "\tloop bounds not invariant\n");
8113       }
8114       return;
8115     }
8116
8117   /* make sure that the increment is constant */
8118   if (GET_CODE (increment) != CONST_INT) {
8119     if (loop_dump_stream)
8120       fprintf (loop_dump_stream,
8121               "analyze_loop_iterations %d: instrumentation failed: not arithmetic loop\n",
8122               loop_num);
8123     return;
8124   }
8125
8126   /* make sure that the loop contains neither function call, nor jump on table.
8127      (the count register might be altered by the called function, and might
8128      be used for a branch on table).  */
8129   for (insn = loop_start; insn && insn != loop_end; insn = NEXT_INSN (insn)) {
8130     if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN){
8131       if (loop_dump_stream)
8132         fprintf (loop_dump_stream,
8133                 "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: function call in the loop\n",
8134                 loop_num);
8135       return;
8136     }
8137
8138     if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
8139        && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
8140            || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC)){
8141       if (loop_dump_stream)
8142         fprintf (loop_dump_stream,
8143                 "analyze_loop_iterations %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
8144                 loop_num);
8145       return;
8146     }
8147   }
8148
8149   /* At this point, we are sure that the loop can be instrumented with BCT.
8150      Some of the loops, however, will not be instrumented - the final decision
8151      is taken by insert_bct () */
8152   if (loop_dump_stream)
8153     fprintf (loop_dump_stream,
8154             "analyze_loop_iterations: loop (luid =%d) can be BCT instrumented.\n",
8155             loop_num);
8156
8157   /* mark all enclosing loops that they cannot use count register */
8158   /* ???: In fact, since insert_bct may decide not to instrument this loop,
8159      marking here may prevent instrumenting an enclosing loop that could
8160     actually be instrumented.  But since this is rare, it is safer to mark
8161     here in case the order of calling  (analyze/insert)_bct would be changed.  */
8162   for (i=loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
8163     loop_used_count_register[i] = 1;
8164
8165   /* Set data structures which will be used by the instrumentation phase */
8166   loop_start_value[loop_num] = initial_value;
8167   loop_comparison_value[loop_num] = comparison_value;
8168   loop_increment[loop_num] = increment;
8169   loop_comparison_code[loop_num] = comparison_code;
8170   loop_can_insert_bct[loop_num] = 1;
8171 }
8172
8173
8174 /* instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
8175  loops with compile-time bounds, to those with run-time bounds.  The loop
8176  behaviour is analized according to the following characteristics/variables:
8177  ; Input variables:
8178  ;   comparison-value: the value to which the iteration counter is compared.
8179  ;   initial-value: iteration-counter initial value.
8180  ;   increment: iteration-counter increment.
8181  ; Computed variables:
8182  ;   increment-direction: the sign of the increment.
8183  ;   compare-direction: '1' for GT, GTE, '-1' for LT, LTE, '0' for NE.
8184  ;   range-direction: sign (comparison-value - initial-value)
8185  We give up on the following cases:
8186  ; loop variable overflow.
8187  ; run-time loop bounds with comparison code NE.
8188  */
8189
8190 static void
8191 insert_bct (loop_start, loop_end)
8192      rtx loop_start, loop_end;
8193 {
8194   rtx initial_value, comparison_value, increment;
8195   enum rtx_code comparison_code;
8196
8197   int increment_direction, compare_direction;
8198   int unsigned_p = 0;
8199
8200   /* if the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8201       is 1 more than the range of the bounds of the loop */
8202   int add_iteration = 0;
8203
8204   /* the only machine mode we work with - is the integer of the size that the
8205      machine has */
8206   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8207
8208   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8209
8210   /* get loop-variables. No need to check that these are valid - already
8211      checked in analyze_loop_iterations ().  */
8212   comparison_code = loop_comparison_code[loop_num];
8213   initial_value = loop_start_value[loop_num];
8214   comparison_value = loop_comparison_value[loop_num];
8215   increment = loop_increment[loop_num];
8216
8217   /* check analyze_loop_iterations decision for this loop.  */
8218   if (! loop_can_insert_bct[loop_num]){
8219     if (loop_dump_stream)
8220       fprintf (loop_dump_stream,
8221               "insert_bct: [%d] - was decided not to instrument by analyze_loop_iterations ()\n",
8222               loop_num);
8223     return;
8224   }
8225
8226   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8227   if (loop_unroll_factor [loop_num] == -1)
8228     return;
8229
8230   /* make sure that the last loop insn is a conditional jump .
8231      This check is repeated from analyze_loop_iterations (),
8232      because unrolling might have changed that.  */
8233   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8234       || !condjump_p (PREV_INSN (loop_end))) {
8235     if (loop_dump_stream)
8236       fprintf (loop_dump_stream,
8237               "insert_bct: not instrumenting BCT because of invalid branch\n");
8238     return;
8239   }
8240
8241   /* fix increment in case loop was unrolled.  */
8242   if (loop_unroll_factor [loop_num] > 1)
8243     increment = GEN_INT ( INTVAL (increment) * loop_unroll_factor [loop_num] );
8244
8245   /* determine properties and directions of the loop */
8246   increment_direction = (INTVAL (increment) > 0) ? 1:-1;
8247   switch ( comparison_code ) {
8248   case LEU:
8249     unsigned_p = 1;
8250     /* fallthrough */
8251   case LE:
8252     compare_direction = 1;
8253     add_iteration = 1;
8254     break;
8255   case GEU:
8256     unsigned_p = 1;
8257     /* fallthrough */
8258   case GE:
8259     compare_direction = -1;
8260     add_iteration = 1;
8261     break;
8262   case EQ:
8263     /* in this case we cannot know the number of iterations */
8264     if (loop_dump_stream)
8265       fprintf (loop_dump_stream,
8266               "insert_bct: %d: loop cannot be instrumented: == in condition\n",
8267               loop_num);
8268     return;
8269   case LTU:
8270     unsigned_p = 1;
8271     /* fallthrough */
8272   case LT:
8273     compare_direction = 1;
8274     break;
8275   case GTU:
8276     unsigned_p = 1;
8277     /* fallthrough */
8278   case GT:
8279     compare_direction = -1;
8280     break;
8281   case NE:
8282     compare_direction = 0;
8283     break;
8284   default:
8285     abort ();
8286   }
8287
8288
8289   /* make sure that the loop does not end by an overflow */
8290   if (compare_direction != increment_direction) {
8291     if (loop_dump_stream)
8292       fprintf (loop_dump_stream,
8293               "insert_bct: %d: loop cannot be instrumented: terminated by overflow\n",
8294               loop_num);
8295     return;
8296   }
8297
8298   /* try to instrument the loop.  */
8299
8300   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
8301   if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT
8302       && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8303     {
8304       int n_iterations;
8305       int increment_value_abs = INTVAL (increment) * increment_direction;
8306
8307       /* check the relation between compare-val and initial-val */
8308       int difference = INTVAL (comparison_value) - INTVAL (initial_value);
8309       int range_direction = (difference > 0) ? 1 : -1;
8310
8311       /* make sure the loop executes enough iterations to gain from BCT */
8312       if (difference > -3 && difference < 3) {
8313         if (loop_dump_stream)
8314           fprintf (loop_dump_stream,
8315                   "insert_bct: loop %d not BCT instrumented: too small iteration count.\n",
8316                   loop_num);
8317         return;
8318       }
8319
8320       /* make sure that the loop executes at least once */
8321       if ((range_direction ==  1 && compare_direction == -1)
8322           || (range_direction == -1 && compare_direction ==  1))
8323         {
8324           if (loop_dump_stream)
8325             fprintf (loop_dump_stream,
8326                     "insert_bct: loop %d: does not iterate even once. Not instrumenting.\n",
8327                     loop_num);
8328           return;
8329         }
8330
8331       /* make sure that the loop does not end by an overflow (in compile time
8332          bounds we must have an additional check for overflow, because here
8333          we also support the compare code of 'NE'.  */
8334       if (comparison_code == NE
8335           && increment_direction != range_direction) {
8336         if (loop_dump_stream)
8337           fprintf (loop_dump_stream,
8338                   "insert_bct (compile time bounds): %d: loop not instrumented: terminated by overflow\n",
8339                   loop_num);
8340         return;
8341       }
8342
8343       /* Determine the number of iterations by:
8344          ;
8345          ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
8346          ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
8347          ;                                           increment
8348          */
8349       difference = (range_direction > 0) ? difference : -difference;
8350 #if 0
8351       fprintf (stderr, "difference is: %d\n", difference); /* @*/
8352       fprintf (stderr, "increment_value_abs is: %d\n", increment_value_abs); /* @*/
8353       fprintf (stderr, "add_iteration is: %d\n", add_iteration); /* @*/
8354       fprintf (stderr, "INTVAL (comparison_value) is: %d\n", INTVAL (comparison_value)); /* @*/
8355       fprintf (stderr, "INTVAL (initial_value) is: %d\n", INTVAL (initial_value)); /* @*/
8356 #endif
8357
8358       if (increment_value_abs == 0) {
8359         fprintf (stderr, "insert_bct: error: increment == 0 !!!\n");
8360         abort ();
8361       }
8362       n_iterations = (difference + increment_value_abs - 1 + add_iteration)
8363         / increment_value_abs;
8364
8365 #if 0
8366       fprintf (stderr, "number of iterations is: %d\n", n_iterations); /* @*/
8367 #endif
8368       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
8369
8370       /* Done with this loop.  */
8371       return;
8372     }
8373
8374   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known at compile time.  */
8375   /* In this case we generate run_time calculation of the number of iterations */
8376
8377   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
8378   if (comparison_code == NE) {
8379     if (loop_dump_stream)
8380       fprintf (loop_dump_stream,
8381               "insert_bct: fail for loop %d: runtime bounds with != comparison\n",
8382               loop_num);
8383     return;
8384   }
8385
8386   else {
8387     /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
8388        loop executes at least once.  */
8389     rtx sequence;
8390     rtx iterations_num_reg;
8391
8392     int increment_value_abs = INTVAL (increment) * increment_direction;
8393
8394     /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
8395        expensive) divide is needed.  */
8396     if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
8397       {
8398         if (loop_dump_stream)
8399           fprintf (loop_dump_stream,
8400                   "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
8401         return;
8402       }
8403
8404     /* compute the number of iterations */
8405     start_sequence ();
8406     {
8407       rtx temp_reg;
8408
8409       /* Again, the number of iterations is calculated by:
8410          ;
8411          ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
8412          ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
8413          ;                                           increment
8414          */
8415       /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
8416          expand_binop?  */
8417       if (compare_direction > 0) {
8418         /* <, <= :the loop variable is increasing */
8419         temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab, comparison_value,
8420                                  initial_value, NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8421       }
8422       else {
8423         temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab, initial_value,
8424                                  comparison_value, NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8425       }
8426
8427       if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
8428         temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
8429                                  GEN_INT (increment_value_abs - 1 + add_iteration),
8430                                  NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8431
8432       if (increment_value_abs != 1)
8433         {
8434           /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
8435              most targets.  The original authors apparently expected this
8436              to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
8437              but just naively generating a divide instruction will not give 
8438              a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
8439              the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
8440              It will probably not work for any other target.  */
8441           iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
8442                                              temp_reg,
8443                                              GEN_INT (increment_value_abs),
8444                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
8445         }
8446       else
8447         iterations_num_reg = temp_reg;
8448     }
8449     sequence = gen_sequence ();
8450     end_sequence ();
8451     emit_insn_before (sequence, loop_start);
8452     instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
8453   }
8454 }
8455
8456 /* instrument loop by inserting a bct in it. This is done in the following way:
8457    1. A new register is created and assigned the hard register number of the count
8458     register.
8459    2. In the head of the loop the new variable is initialized by the value passed in the
8460     loop_num_iterations parameter.
8461    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
8462     The created comparison follows the pattern defined for the
8463     decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated in assembly
8464     generation phase.
8465    4. The compare&branch on the old variable is deleted. So, if the loop-variable was
8466     not used elsewhere, it will be eliminated by data-flow analisys.  */
8467
8468 static void
8469 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
8470      rtx loop_start, loop_end;
8471      rtx loop_num_iterations;
8472 {
8473   rtx temp_reg1, temp_reg2;
8474   rtx start_label;
8475
8476   rtx sequence;
8477   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8478
8479   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
8480     {
8481       if (loop_dump_stream)
8482         fprintf (loop_dump_stream, "Loop: Inserting BCT\n");
8483
8484       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
8485          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
8486       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8487
8488       /* insert the label which will delimit the start of the loop */
8489       start_label = gen_label_rtx ();
8490       emit_label_after (start_label, loop_start);
8491
8492       /* insert initialization of the count register into the loop header */
8493       start_sequence ();
8494       temp_reg1 = gen_reg_rtx (loop_var_mode);
8495       emit_insn (gen_move_insn (temp_reg1, loop_num_iterations));
8496
8497       /* this will be count register */
8498       temp_reg2 = gen_rtx_REG (loop_var_mode, COUNT_REGISTER_REGNUM);
8499       /* we have to move the value to the count register from an GPR
8500          because rtx pointed to by loop_num_iterations could contain
8501          expression which cannot be moved into count register */
8502       emit_insn (gen_move_insn (temp_reg2, temp_reg1));
8503
8504       sequence = gen_sequence ();
8505       end_sequence ();
8506       emit_insn_before (sequence, loop_start);
8507
8508       /* insert new comparison on the count register instead of the
8509          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
8510          later recognized by assembly generation phase).  */
8511       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (temp_reg2,
8512                                                                 start_label),
8513                              loop_end);
8514       LABEL_NUSES (start_label)++;
8515     }
8516
8517 }
8518 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
8519
8520 #endif  /* HAIFA */
8521
8522 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
8523
8524    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
8525    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
8526 static int
8527 indirect_jump_in_function_p (start)
8528      rtx start;
8529 {
8530   rtx insn;
8531
8532   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
8533     if (computed_jump_p (insn))
8534       return 1;
8535
8536   return 0;
8537 }
8538
8539 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
8540    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
8541    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
8542
8543 static int
8544 insert_loop_mem (mem, data)
8545      rtx *mem;
8546      void *data;
8547 {
8548   int i;
8549   rtx m = *mem;
8550
8551   if (m == NULL_RTX)
8552     return 0;
8553
8554   switch (GET_CODE (m))
8555     {
8556     case MEM:
8557       break;
8558
8559     case CONST_DOUBLE:
8560       /* We're not interested in the MEM associated with a
8561          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
8562       return -1;
8563
8564     default:
8565       /* This is not a MEM.  */
8566       return 0;
8567     }
8568
8569   /* See if we've already seen this MEM.  */
8570   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
8571     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem)) 
8572       {
8573         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
8574           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
8575              this happens, something tricky is going on, and we just
8576              don't optimize accesses to this MEM.  */
8577           loop_mems[i].optimize = 0;
8578
8579         return 0;
8580       }
8581
8582   /* Resize the array, if necessary.  */
8583   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated) 
8584     {
8585       if (loop_mems_allocated != 0)
8586         loop_mems_allocated *= 2;
8587       else
8588         loop_mems_allocated = 32;
8589
8590       loop_mems = (loop_mem_info*) 
8591         xrealloc (loop_mems,
8592                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info)); 
8593     }
8594
8595   /* Actually insert the MEM.  */
8596   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
8597   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
8598      because we can't put it in a register.  We still store it in the
8599      table, though, so that if we see the same address later, but in a
8600      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
8601   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
8602   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
8603   ++loop_mems_idx;
8604
8605   return 0;
8606 }
8607
8608 /* Like load_mems, but also ensures that N_TIMES_SET,
8609    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
8610    values after load_mems.  */
8611
8612 static void
8613 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
8614                                      reg_single_usage, insn_count)
8615      rtx scan_start;
8616      rtx end;
8617      rtx loop_top;
8618      rtx start;
8619      varray_type reg_single_usage;
8620      int *insn_count;
8621 {
8622   int nregs = max_reg_num ();
8623
8624   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
8625   
8626   /* Recalculate n_times_set and friends since load_mems may have
8627      created new registers.  */
8628   if (max_reg_num () > nregs)
8629     {
8630       int i;
8631       int old_nregs;
8632
8633       old_nregs = nregs;
8634       nregs = max_reg_num ();
8635
8636       if (nregs > n_times_set->num_elements)
8637         {
8638           /* Grow all the arrays.  */
8639           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
8640           VARRAY_GROW (n_times_used, nregs);
8641           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
8642           if (reg_single_usage)
8643             VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
8644         }
8645       /* Clear the arrays */
8646       bzero ((char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
8647       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
8648       if (reg_single_usage)
8649         bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
8650
8651       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
8652                            may_not_optimize, reg_single_usage,
8653                            insn_count, nregs); 
8654
8655       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
8656         {
8657           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
8658           VARRAY_INT (n_times_set, i) = 1;
8659         }
8660       
8661 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
8662       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
8663          create CCmode register copies.  */
8664       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
8665         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
8666           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
8667 #endif
8668
8669       /* Set n_times_used for the new registers.  */
8670       bcopy ((char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
8671              (char *) (&n_times_used->data.i[0] + old_nregs),
8672              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
8673     }
8674 }
8675
8676 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
8677    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
8678    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
8679
8680 static void
8681 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
8682      rtx scan_start;
8683      rtx end;
8684      rtx loop_top;
8685      rtx start;
8686 {
8687   int maybe_never = 0;
8688   int i;
8689   rtx p;
8690   rtx label = NULL_RTX;
8691   rtx end_label;
8692
8693   if (loop_mems_idx > 0) 
8694     {
8695       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
8696       int next_maybe_never = 0;
8697
8698       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
8699          loop are never executed.  */
8700       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top); 
8701            p != NULL_RTX && !maybe_never; 
8702            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
8703         {
8704           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
8705             maybe_never = 1;
8706           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
8707                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
8708                       around to the beginning, don't set maybe_never
8709                       for that.  This must be an unconditional jump,
8710                       otherwise the code at the top of the loop might
8711                       never be executed.  Unconditional jumps are
8712                       followed a by barrier then loop end.  */
8713                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN 
8714                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
8715                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
8716                          && simplejump_p (p)))
8717             {
8718               if (!condjump_p (p))
8719                 /* Something complicated.  */
8720                 maybe_never = 1;
8721               else
8722                 /* If there are any more instructions in the loop, they
8723                    might not be reached.  */
8724                 next_maybe_never = 1; 
8725             } 
8726           else if (next_maybe_never)
8727             maybe_never = 1;
8728         }
8729
8730       /* Actually move the MEMs.  */
8731       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i) 
8732         {
8733           int j;
8734           int written = 0;
8735           rtx reg;
8736           rtx mem = loop_mems[i].mem;
8737
8738           if (MEM_VOLATILE_P (mem) 
8739               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
8740             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
8741             loop_mems[i].optimize = 0;
8742
8743           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
8744              one is aliased by one of them.  */
8745           for (j = 0; j < loop_store_mems_idx; ++j) 
8746             {
8747               if (rtx_equal_p (mem, loop_store_mems[j]))
8748                 written = 1;
8749               else if (true_dependence (loop_store_mems[j], VOIDmode,
8750                                         mem, rtx_varies_p))
8751                 {
8752                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
8753                   loop_mems[i].optimize = 0;
8754                   break;
8755                 }
8756             }
8757           
8758           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
8759              are no reads from another MEM that aliases this one.  */ 
8760           if (loop_mems[i].optimize && written)
8761             {
8762               int j;
8763
8764               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
8765                 {
8766                   if (j == i)
8767                     continue;
8768                   else if (true_dependence (mem,
8769                                             VOIDmode,
8770                                             loop_mems[j].mem,
8771                                             rtx_varies_p))
8772                     {
8773                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
8774                          the loop because writes to it might not be
8775                          seen by reads from loop_mems[j].  */
8776                       loop_mems[i].optimize = 0;
8777                       break;
8778                     }
8779                 }
8780             }
8781
8782           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
8783             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
8784                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
8785             loop_mems[i].optimize = 0;
8786           
8787           if (!loop_mems[i].optimize)
8788             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
8789                loop, but later discovered that we could not.  */
8790             continue;
8791
8792           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
8793              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
8794              out of the loop just because this REG is neither a
8795              user-variable nor used in the loop test.  */
8796           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
8797           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
8798           loop_mems[i].reg = reg;
8799
8800           /* Now, replace all references to the MEM with the
8801              corresponding pesudos.  */
8802           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
8803                p != NULL_RTX;
8804                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
8805             {
8806               rtx_and_int ri;
8807               ri.r = p;
8808               ri.i = i;
8809               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
8810             }
8811
8812           if (!apply_change_group ())
8813             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
8814             loop_mems[i].optimize = 0;
8815           else
8816             {
8817               rtx set;
8818
8819               /* Load the memory immediately before START, which is
8820                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
8821               set = gen_rtx_SET (GET_MODE (reg), reg, mem);
8822               emit_insn_before (set, start);
8823
8824               if (written)
8825                 {
8826                   if (label == NULL_RTX)
8827                     {
8828                       /* We must compute the former
8829                          right-after-the-end label before we insert
8830                          the new one.  */
8831                       end_label = next_label (end);
8832                       label = gen_label_rtx ();
8833                       emit_label_after (label, end);
8834                     }
8835
8836                   /* Store the memory immediately after END, which is
8837                    the NOTE_LOOP_END.  */
8838                   set = gen_rtx_SET (GET_MODE (reg), copy_rtx (mem), reg); 
8839                   emit_insn_after (set, label);
8840                 }
8841
8842               if (loop_dump_stream)
8843                 {
8844                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
8845                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
8846                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
8847                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
8848                 }
8849             }
8850         }
8851     }
8852
8853   if (label != NULL_RTX)
8854     {
8855       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
8856          label with the new one.  */
8857       rtx_pair rr; 
8858       rr.r1 = end_label;
8859       rr.r2 = label;
8860
8861       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8862         {
8863           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
8864
8865           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
8866              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
8867              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
8868              because the immediately following unroll pass will use it.
8869              replace_label would not work anyways, because that only handles
8870              LABEL_REFs.  */
8871           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
8872             JUMP_LABEL (p) = label;
8873         }
8874     }
8875 }
8876
8877 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
8878    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
8879    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
8880    and the MEM we are currently replacing.  */
8881
8882 static int
8883 replace_loop_mem (mem, data)
8884      rtx *mem;
8885      void *data;
8886 {
8887   rtx_and_int *ri; 
8888   rtx insn;
8889   int i;
8890   rtx m = *mem;
8891
8892   if (m == NULL_RTX)
8893     return 0;
8894
8895   switch (GET_CODE (m))
8896     {
8897     case MEM:
8898       break;
8899
8900     case CONST_DOUBLE:
8901       /* We're not interested in the MEM associated with a
8902          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
8903       return -1;
8904
8905     default:
8906       /* This is not a MEM.  */
8907       return 0;
8908     }
8909
8910   ri = (rtx_and_int*) data;
8911   i = ri->i;
8912
8913   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
8914     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
8915     return 0;
8916
8917   insn = ri->r;
8918
8919   /* Actually replace the MEM.  */
8920   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
8921
8922   return 0;
8923 }
8924
8925 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
8926    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
8927    respectively.  */
8928
8929 static int
8930 replace_label (x, data)
8931      rtx *x;
8932      void *data;
8933 {
8934   rtx l = *x;
8935   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
8936   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
8937
8938   if (l == NULL_RTX)
8939     return 0;
8940
8941   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
8942     return 0;
8943
8944   if (XEXP (l, 0) != old_label)
8945     return 0;
8946   
8947   XEXP (l, 0) = new_label;
8948   ++LABEL_NUSES (new_label);
8949   --LABEL_NUSES (old_label);
8950
8951   return 0;
8952 }
8953