*** empty log message ***
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / loop.c
1 /* Move constant computations out of loops.
2    Copyright (C) 1987, 1988, 1989, 1991 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, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
19
20
21 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
22    It finds invariant computations within loops and moves them
23    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and 
24    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
25    induction variables, and induction variable elimination is applied to
26    the basic induction variables.
27
28    It also finds cases where
29    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
30    and changes these to zero the entire register once before the loop
31    and merely copy the low part within the loop.
32
33    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
34    while to do these things.  */
35
36 #include "config.h"
37 #include "rtl.h"
38 #include "obstack.h"
39 #include "expr.h"
40 #include "insn-config.h"
41 #include "insn-flags.h"
42 #include "regs.h"
43 #include "hard-reg-set.h"
44 #include "recog.h"
45 #include "flags.h"
46 #include "real.h"
47 #include <stdio.h>
48 #include "loop.h"
49
50 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
51    The luids are like uids but increase monotonically always.
52    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
53
54 int *uid_luid;
55
56 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
57    number the insn is contained in.  */
58
59 int *uid_loop_num;
60
61 /* 1 + largest uid of any insn.  */
62
63 int max_uid_for_loop;
64
65 /* 1 + luid of last insn.  */
66
67 static int max_luid;
68
69 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
70    next few tables.  */
71
72 static int max_loop_num;
73
74 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
75
76 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
77
78 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
79
80 int *loop_outer_loop;
81
82 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
83    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
84
85 static char *loop_invalid;
86
87 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
88    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
89    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
90
91    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
92    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
93    return, so the presense of a return does not affect any of the
94    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
95    instructions on this list.  */
96
97 rtx *loop_number_exit_labels;
98
99 /* Holds the number of loop iterations.  It is zero if the number could not be
100    calculated.  Must be unsigned long since the number of iterations can
101    be as high as 2^31-1.  For loops with a DImode iterator, this number will
102    will be zero if the number of loop iterations is too large for an
103    unsigned long to hold.  */
104
105 unsigned long loop_n_iterations;
106
107 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.
108    (unknown_address_altered is also nonzero in this case.)  */
109
110 static int loop_has_call;
111
112 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
113    current loop.  A continue statement will generate a branch to
114    NEXT_INSN (loop_continue).  */
115
116 static rtx loop_continue;
117
118 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
119    is set during the loop being scanned.
120    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
121    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
122    we know is equal to a constant and -1 means that it is an condidate
123    not known equal to a constant.
124    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
125    while the failed candidates have the original number of times set.
126
127    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
128    < 0 a conditionally invariant one.  */
129
130 static short *n_times_set;
131
132 /* Original value of n_times_set; same except that this value
133    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
134    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
135
136 static short *n_times_used;
137
138 /* Index by register number, 1 indicates that the register
139    cannot be moved or strength reduced.  */
140
141 static char *may_not_optimize;
142
143 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
144    This reduces the desire to move it out of another.  */
145
146 static char *moved_once;
147
148 /* Array of MEMs that are stored in this loop. If there are too many to fit
149    here, we just turn on unknown_address_altered.  */
150
151 #define NUM_STORES 20
152 static rtx loop_store_mems[NUM_STORES];
153
154 /* Index of first available slot in above array.  */
155 static int loop_store_mems_idx;
156
157 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
158    This happens if the loop contains a call (in which call `loop_has_call'
159    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
160
161 static int unknown_address_altered;
162
163 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
164 static int num_movables;
165
166 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
167 static int num_mem_sets;
168
169 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
170 static int loops_enclosed;
171
172 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
173    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
174 int max_reg_before_loop;
175
176 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
177    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
178    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
179    that array.  */
180
181 static struct obstack temp_obstack;
182
183 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
184
185 extern struct obstack *rtl_obstack;
186
187 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
188 #define obstack_chunk_free free
189
190 extern char *oballoc ();
191 extern int xmalloc ();
192 extern void free ();
193 \f
194 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
195    is made to record all the movable insns found.
196    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
197
198 struct movable
199 {
200   rtx insn;                     /* A movable insn */
201   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from. */
202   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET. */
203   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
204                                    of any registers used within the LIBCALL. */
205   int consec;                   /* Number of consecutive following insns 
206                                    that must be moved with this one.  */
207   int regno;                    /* The register it sets */
208   short lifetime;               /* lifetime of that register;
209                                    may be adjusted when matching movables
210                                    that load the same value are found.  */
211   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
212                                    including other movables that force this
213                                    or match this one.  */
214   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
215   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
216   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
217                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
218                    that the reg is live outside the range from where it is set
219                    to the following label.  */
220   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
221   
222   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
223                                    In particular, moving it does not make it
224                                    invariant.  */
225   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
226                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
227   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN. */
228   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
229                                    that we should avoid changing when clearing
230                                    the rest of the reg.  */
231   struct movable *match;        /* First entry for same value */
232   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
233   struct movable *next;
234 };
235
236 FILE *loop_dump_stream;
237
238 /* Forward declarations.  */
239
240 static void find_and_verify_loops ();
241 static void mark_loop_jump ();
242 static void prescan_loop ();
243 static int reg_in_basic_block_p ();
244 static int consec_sets_invariant_p ();
245 static rtx libcall_other_reg ();
246 static int labels_in_range_p ();
247 static void count_loop_regs_set ();
248 static void note_addr_stored ();
249 static int loop_reg_used_before_p ();
250 static void scan_loop ();
251 static void replace_call_address ();
252 static rtx skip_consec_insns ();
253 static int libcall_benefit ();
254 static void ignore_some_movables ();
255 static void force_movables ();
256 static void combine_movables ();
257 static int rtx_equal_for_loop_p ();
258 static void move_movables ();
259 static void strength_reduce ();
260 static int valid_initial_value_p ();
261 static void find_mem_givs ();
262 static void record_biv ();
263 static void check_final_value ();
264 static void record_giv ();
265 static void update_giv_derive ();
266 static void delete_insn_forces ();
267 static int basic_induction_var ();
268 static rtx simplify_giv_expr ();
269 static int general_induction_var ();
270 static int consec_sets_giv ();
271 static int check_dbra_loop ();
272 static rtx express_from ();
273 static int combine_givs_p ();
274 static void combine_givs ();
275 static int product_cheap_p ();
276 static int maybe_eliminate_biv ();
277 static int maybe_eliminate_biv_1 ();
278 static int last_use_this_basic_block ();
279 static void record_initial ();
280 static void update_reg_last_use ();
281 \f
282 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
283 int add_cost;
284 #if 0
285 int shift_cost;
286 int mult_cost;
287 #endif
288
289 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
290    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
291 int copy_cost;
292
293 void
294 init_loop ()
295 {
296   char *free_point = (char *) oballoc (1);
297   rtx reg = gen_rtx (REG, SImode, 0);
298   rtx pow2 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, 32);
299   rtx lea;
300   int i;
301
302   add_cost = rtx_cost (gen_rtx (PLUS, SImode, reg, reg), SET);
303
304   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
305      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
306      will be far less than the cost of an add.  */
307 #ifdef REGISTER_MOVE_COST
308   copy_cost = REGISTER_MOVE_COST (GENERAL_REGS, GENERAL_REGS) * 2;
309 #else
310   copy_cost = 2 * 2;
311 #endif
312
313   /* Free the objects we just allocated.  */
314   obfree (free_point);
315
316   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
317   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
318 }
319 \f
320 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
321    on the current function.  F is the first insn of the function
322    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
323    (or 0 if none should be output).  */
324
325 void
326 loop_optimize (f, dumpfile)
327      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
328      rtx f;
329      FILE *dumpfile;
330 {
331   register rtx insn;
332   register int i;
333   rtx end;
334   rtx last_insn;
335
336   loop_dump_stream = dumpfile;
337
338   init_recog_no_volatile ();
339   init_alias_analysis ();
340
341   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
342
343   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
344   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
345
346   regs_may_share = 0;
347
348   /* Count the number of loops. */
349
350   max_loop_num = 0;
351   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
352     {
353       if (GET_CODE (insn) == NOTE
354           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
355         max_loop_num++;
356     }
357
358   /* Don't waste time if no loops.  */
359   if (max_loop_num == 0)
360     return;
361
362   /* Get size to use for tables indexed by uids.
363      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
364   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 4;
365
366   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
367   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
368
369   bzero (uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
370   bzero (uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
371
372   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
373      not be zeroed.  */
374   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
375   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
376   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
377   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
378   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
379
380   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
381     {
382       loop_number_first_block
383         = (union tree_node **) alloca (max_loop_num
384                                        * sizeof (union tree_node *));
385       loop_number_last_block
386         = (union tree_node **) alloca (max_loop_num
387                                        * sizeof (union tree_node *));
388       loop_number_block_level = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
389     }
390
391   /* Find and process each loop.
392      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
393   find_and_verify_loops (f);
394
395   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
396      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
397      function.  */
398   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
399
400   /* Compute the mapping from uids to luids.
401      LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
402      except that luids increase monotonically through the code.
403      Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in luids
404      between two insns is not affected by -g.  */
405
406   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
407     {
408       last_insn = insn;
409       if (GET_CODE (insn) != NOTE
410           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
411         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
412       else
413         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
414         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
415     }
416
417   max_luid = i + 1;
418
419   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
420      deleted.  It is possible that the first or last insn
421      using some register has been deleted by cross-jumping.
422      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
423      points to the general area where that insn used to be.  */
424   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
425     {
426       uid_luid[0] = uid_luid[i];
427       if (uid_luid[0] != 0)
428         break;
429     }
430   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
431     if (uid_luid[i] == 0)
432       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
433
434   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
435   if (flag_unroll_loops && write_symbols != NO_DEBUG)
436     find_loop_tree_blocks (f);
437
438   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
439      before outer ones.  */
440   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
441     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
442       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
443                  max_reg_num ());
444 }
445 \f
446 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
447    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
448    NOTE_INSN_LOOP_END.  */
449
450 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
451    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
452    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
453    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
454    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
455
456 static void
457 scan_loop (loop_start, end, nregs)
458      rtx loop_start, end;
459      int nregs;
460 {
461   register int i;
462   register rtx p;
463   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
464   int maybe_never = 0;
465   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
466      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
467   int call_passed = 0;
468   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
469      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
470   rtx loop_top = 0;
471   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
472   rtx loop_entry_jump = 0;
473   /* Place in the loop where control enters.  */
474   rtx scan_start;
475   /* Number of insns in the loop.  */
476   int insn_count;
477   int in_libcall = 0;
478   int tem;
479   rtx temp;
480   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
481   rtx set, set1;
482   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
483   struct movable *movables = 0;
484   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
485   struct movable *last_movable = 0;
486   /* Ratio of extra register life span we can justify
487      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
488      since in that case saving an insn makes more difference
489      and more registers are available.  */
490   int threshold;
491   /* If we have calls, contains the insn in which a register was used
492      if it was used exactly once; contains const0_rtx if it was used more
493      than once.  */
494   rtx *reg_single_usage = 0;
495
496   n_times_set = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
497   n_times_used = (short *) alloca (nregs * sizeof (short));
498   may_not_optimize = (char *) alloca (nregs);
499
500   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
501      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
502      that is too complex to duplicate in front of the loop.
503
504      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
505      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
506      (because we might have a loop executed only once that contains a
507      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
508      (in case we have a degenerate loop).
509
510      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
511      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
512      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
513      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the 
514      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
515
516   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
517        p != end
518          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
519          && (GET_CODE (p) != NOTE
520              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
521                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
522        p = NEXT_INSN (p))
523     ;
524
525   scan_start = p;
526
527   /* Set up variables describing this loop.  */
528   prescan_loop (loop_start, end);
529   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
530
531   /* If loop has a jump before the first label,
532      the true entry is the target of that jump.
533      Start scan from there.
534      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
535      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
536   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
537     {
538       loop_entry_jump = p;
539
540       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
541       if (simplejump_p (p)
542           && JUMP_LABEL (p) != 0
543           /* Check to see whether the jump actually
544              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
545              This case can happen for things like
546              do {..} while (0).  If this label was generated previously
547              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
548              the loop.  */
549           && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) < max_uid_for_loop
550           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) >= INSN_LUID (loop_start)
551           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (end))
552         {
553           loop_top = next_label (scan_start);
554           scan_start = JUMP_LABEL (p);
555         }
556     }
557
558   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
559      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
560      test may never be true, but it's best to play it safe.) 
561
562      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
563      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
564      test above.  */
565
566   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
567       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
568     {
569       if (loop_dump_stream)
570         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
571                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
572       return;
573     }
574
575   /* Count number of times each reg is set during this loop.
576      Set may_not_optimize[I] if it is not safe to move out
577      the setting of register I.  If this loop has calls, set
578      reg_single_usage[I].  */
579
580   bzero (n_times_set, nregs * sizeof (short));
581   bzero (may_not_optimize, nregs);
582
583   if (loop_has_call)
584     {
585       reg_single_usage = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
586       bzero (reg_single_usage, nregs * sizeof (rtx));
587     }
588
589   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
590                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
591
592   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
593     may_not_optimize[i] = 1, n_times_set[i] = 1;
594   bcopy (n_times_set, n_times_used, nregs * sizeof (short));
595
596   if (loop_dump_stream)
597     {
598       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
599                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
600       if (loop_continue)
601         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
602                  INSN_UID (loop_continue));
603     }
604
605   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
606      Set n_times_set negative for the reg being set, so that
607      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
608      We consider whether subsequent insns use the reg
609      in deciding whether it is worth actually moving.
610
611      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
612      and therefore it is possible that the insns we are scanning
613      would never be executed.  At such times, we must make sure
614      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
615      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
616      so that is not a problem.  */
617
618   p = scan_start;
619   while (1)
620     {
621       p = NEXT_INSN (p);
622       /* At end of a straight-in loop, we are done.
623          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
624       if (p == scan_start)
625         break;
626       if (p == end)
627         {
628           if (loop_top != 0)
629             p = NEXT_INSN (loop_top);
630           else
631             break;
632           if (p == scan_start)
633             break;
634         }
635
636       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
637           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0))
638         in_libcall = 1;
639       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
640                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
641         in_libcall = 0;
642
643       if (GET_CODE (p) == INSN
644           && (set = single_set (p))
645           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
646           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
647         {
648           int tem1 = 0;
649           int tem2 = 0;
650           int move_insn = 0;
651           rtx src = SET_SRC (set);
652           rtx dependencies = 0;
653
654           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
655              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
656              specified, use it as the source and mark that we should move
657              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
658              insn.
659
660              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
661              is present.  */
662           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0);
663           if (temp)
664             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
665           else 
666             {
667               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0);
668               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
669                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
670               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
671                 {
672                   src = XEXP (temp, 0);
673                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
674                      the equivalent expression.  To move the libcall,
675                      we must move those regs too.  */
676                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
677                 }
678             }
679
680           /* Don't try to optimize a register that was made
681              by loop-optimization for an inner loop.
682              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
683           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
684             ;
685           /* In order to move a register, we need to have one of three cases:
686              (1) it is used only in the same basic block as the set
687              (2) it is not a user variable.
688              (3) the set is guaranteed to be executed once the loop starts,
689                  and the reg is not used until after that.  */
690           else if (! ((! maybe_never
691                        && ! loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
692                                                     scan_start, end))
693                       || ! REG_USERVAR_P (SET_DEST (PATTERN (p)))
694                       || reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (PATTERN (p)))))
695             ;
696           else if ((tem = invariant_p (src))
697                    && (dependencies == 0
698                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
699                    && (n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
700                        || (tem1
701                            = consec_sets_invariant_p (SET_DEST (set),
702                                                       n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))],
703                                                       p)))
704                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
705                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
706                       once loop is entered.  Even a function call might
707                       prevent the trap insn from being reached
708                       (since it might exit!)  */
709                    && ! ((maybe_never || call_passed)
710                          && may_trap_p (src)))
711             {
712               register struct movable *m;
713               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
714
715               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
716                  can be combined as long as they are both in the loop, but
717                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
718                  this can lose.  The most common case of this is the address
719                  of a function being called.  
720
721                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
722                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
723                  we can replace the usage of this register with the source
724                  of this SET.  If we can, delete this insn. 
725
726                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
727                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
728
729               if (reg_single_usage && reg_single_usage[regno] != 0
730                   && reg_single_usage[regno] != const0_rtx
731                   && regno_first_uid[regno] == INSN_UID (p)
732                   && (regno_last_uid[regno]
733                       == INSN_UID (reg_single_usage[regno]))
734                   && n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] == 1
735                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
736                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0)
737 #ifdef SMALL_REGISTER_CLASSES
738                   && ! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
739                         && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
740 #endif
741                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
742                      a call-clobbered register and the life of REGNO
743                      might span a call.  */
744                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
745                                           reg_single_usage[regno])
746                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
747                                            reg_single_usage[regno]))
748                 {
749                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  */
750                   REG_NOTES (reg_single_usage[regno])
751                     = replace_rtx (REG_NOTES (reg_single_usage[regno]),
752                                    SET_DEST (set), SET_SRC (set));
753                                    
754                   PUT_CODE (p, NOTE);
755                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
756                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
757                   n_times_set[regno] = 0;
758                   continue;
759                 }
760
761               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
762               m->next = 0;
763               m->insn = p;
764               m->set_src = src;
765               m->dependencies = dependencies;
766               m->set_dest = SET_DEST (set);
767               m->force = 0;
768               m->consec = n_times_set[REGNO (SET_DEST (set))] - 1;
769               m->done = 0;
770               m->forces = 0;
771               m->partial = 0;
772               m->move_insn = move_insn;
773               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0) != 0);
774               m->savemode = VOIDmode;
775               m->regno = regno;
776               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
777                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
778               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
779               m->global = (uid_luid[regno_last_uid[regno]] > INSN_LUID (end)
780                            || uid_luid[regno_first_uid[regno]] < INSN_LUID (loop_start));
781               m->match = 0;
782               m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
783                              - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
784               m->savings = n_times_used[regno];
785               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
786                 m->savings += libcall_benefit (p);
787               n_times_set[regno] = move_insn ? -2 : -1;
788               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
789               if (movables == 0)
790                 movables = m;
791               else
792                 last_movable->next = m;
793               last_movable = m;
794
795               if (m->consec > 0)
796                 {
797                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
798                   p = NEXT_INSN (p);
799                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
800                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
801                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
802                   p = prev_nonnote_insn (p);
803
804                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
805                      m->set_src to correspond to the effects of all the
806                      insns.  */
807                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0);
808                   if (temp)
809                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
810                   else
811                     {
812                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0);
813                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
814                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
815                       else
816                         m->move_insn = 0;
817
818                     }
819                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, 0) != 0);
820                 }
821             }
822           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
823              or set to zero, then its high bytes are constant.
824              So clear them outside the loop and within the loop
825              just load the low bytes.
826              We must check that the machine has an instruction to do so.
827              Also, if the value loaded into the register
828              depends on the same register, this cannot be done.  */
829           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
830                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
831                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
832                    && GET_CODE (set1) == SET
833                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
834                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
835                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
836                        == SET_DEST (set))
837                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
838             {
839               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
840               if (n_times_set[regno] == 2)
841                 {
842                   register struct movable *m;
843                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
844                   m->next = 0;
845                   m->insn = p;
846                   m->set_dest = SET_DEST (set);
847                   m->dependencies = 0;
848                   m->force = 0;
849                   m->consec = 0;
850                   m->done = 0;
851                   m->forces = 0;
852                   m->move_insn = 0;
853                   m->partial = 1;
854                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
855                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
856                      Not even if the reg is used only within this loop.
857                      Consider this:
858                      while (1)
859                        while (s != t) {
860                          if (foo ()) x = *s;
861                          use (x);
862                        }
863                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
864                      being saved from the last time around the outer loop.
865                      However, if the reg is not used outside this loop
866                      and all uses of the register are in the same
867                      basic block as the store, there is no problem.
868
869                      If this insn was made by loop, we don't know its
870                      INSN_LUID and hence must make a conservative
871                      assumption. */
872                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
873                                || (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
874                                    > INSN_LUID (end))
875                                || (uid_luid[regno_first_uid[regno]]
876                                    < INSN_LUID (p))
877                                || (labels_in_range_p
878                                    (p, uid_luid[regno_first_uid[regno]])));
879                   if (maybe_never && m->global)
880                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
881                   else
882                     m->savemode = VOIDmode;
883                   m->regno = regno;
884                   m->cond = 0;
885                   m->match = 0;
886                   m->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[regno]]
887                                  - uid_luid[regno_first_uid[regno]]);
888                   m->savings = 1;
889                   n_times_set[regno] = -1;
890                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
891                   if (movables == 0)
892                     movables = m;
893                   else
894                     last_movable->next = m;
895                   last_movable = m;
896                 }
897             }
898         }
899       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
900          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
901          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
902          so they don't count.  */
903       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
904         call_passed = 1;
905       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
906          can't count on whether or how many times they will be
907          executed during each iteration.  Therefore, we can
908          only move out sets of trivial variables
909          (those not used after the loop).  */
910       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
911          in strength_reduce.  */
912       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
913                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
914                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
915                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
916                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
917                   followed a by barrier then loop end.  */
918                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
919                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
920                      && simplejump_p (p)))
921         maybe_never = 1;
922       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
923          be executed: logically, the loop begins here even though the exit
924          code has been duplicated.  */
925       else if (GET_CODE (p) == NOTE
926                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
927         maybe_never = call_passed = 0;
928     }
929
930   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
931
932   ignore_some_movables (movables);
933
934   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
935      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
936      If so, record that the second insn "forces" the first one,
937      since the second can be moved only if the first is.  */
938
939   force_movables (movables);
940
941   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
942      If there are, make all but the first point at the first one
943      through the `match' field, and add the priorities of them
944      all together as the priority of the first.  */
945
946   combine_movables (movables, nregs);
947         
948   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
949      Store 0 in n_times_set for each reg that is moved.  */
950
951   move_movables (movables, threshold,
952                  insn_count, loop_start, end, nregs);
953
954   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
955      Change n_times_set to indicate that those are not actually invariant.  */
956   for (i = 0; i < nregs; i++)
957     if (n_times_set[i] < 0)
958       n_times_set[i] = n_times_used[i];
959
960   if (flag_strength_reduce)
961     strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
962                      insn_count, loop_start, end);
963 }
964 \f
965 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
966    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
967
968 void
969 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
970      rtx in_this, not_in_this;
971      rtx *output;
972 {
973   enum rtx_code code;
974   char *fmt;
975   int i;
976
977   code = GET_CODE (in_this);
978
979   switch (code)
980     {
981     case PC:
982     case CC0:
983     case CONST_INT:
984     case CONST_DOUBLE:
985     case CONST:
986     case SYMBOL_REF:
987     case LABEL_REF:
988       return;
989
990     case REG:
991       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
992           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
993         *output = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, in_this, *output);
994       return;
995     }
996
997   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
998   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
999     {
1000       int j;
1001
1002       switch (fmt[i])
1003         {
1004         case 'E':
1005           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1006             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1007           break;
1008
1009         case 'e':
1010           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1011           break;
1012         }
1013     }
1014 }
1015 \f
1016 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1017    aside from those mentioned in the equivalent value.
1018    If there are none, return 0.
1019    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1020
1021 static rtx
1022 libcall_other_reg (insn, equiv)
1023      rtx insn, equiv;
1024 {
1025   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, 0);
1026   rtx p = XEXP (note, 0);
1027   rtx output = 0;
1028
1029   /* First, find all the regs used in the libcall block
1030      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1031
1032   while (p != insn)
1033     {
1034       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1035           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1036         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1037       p = NEXT_INSN (p);
1038     }
1039
1040   return output;
1041 }
1042 \f
1043 /* Return 1 if all uses of REG
1044    are between INSN and the end of the basic block.  */
1045
1046 static int 
1047 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1048      rtx insn, reg;
1049 {
1050   int regno = REGNO (reg);
1051   rtx p;
1052
1053   if (regno_first_uid[regno] != INSN_UID (insn))
1054     return 0;
1055
1056   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1057   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1058     {
1059       switch (GET_CODE (p))
1060         {
1061         case NOTE:
1062           break;
1063
1064         case INSN:
1065         case CALL_INSN:
1066           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1067           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1068             return 1;
1069           break;
1070
1071         case JUMP_INSN:
1072           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1073           if (regno_last_uid[regno] == INSN_UID (p))
1074             return 1;
1075           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1076           return 0;
1077
1078         case CODE_LABEL:
1079         case BARRIER:
1080           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1081           return 0;
1082         }
1083     }
1084
1085   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1086   abort ();
1087 }
1088 \f
1089 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1090    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1091    value directly or can contain a library call.  */
1092
1093 static int
1094 libcall_benefit (last)
1095      rtx last;
1096 {
1097   rtx insn;
1098   int benefit = 0;
1099
1100   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, 0), 0);
1101        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1102     {
1103       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1104         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1105                                    routine. */
1106       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1107                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1108                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1109         benefit++;
1110     }
1111
1112   return benefit;
1113 }
1114 \f
1115 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1116
1117 static rtx
1118 skip_consec_insns (insn, count)
1119      rtx insn;
1120      int count;
1121 {
1122   for (; count > 0; count--)
1123     {
1124       rtx temp;
1125
1126       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1127       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to 
1128          be an insn here.  */
1129       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1130           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, 0)))
1131         insn = XEXP (temp, 0);
1132
1133       do insn = NEXT_INSN (insn);
1134       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1135     }
1136
1137   return insn;
1138 }
1139
1140 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1141    which is part of another movable.
1142    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1143    was made later and so appears later on the chain.  */
1144
1145 static void
1146 ignore_some_movables (movables)
1147      struct movable *movables;
1148 {
1149   register struct movable *m, *m1;
1150
1151   for (m = movables; m; m = m->next)
1152     {
1153       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1154       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, 0);
1155       if (note)
1156         {
1157           rtx insn;
1158           /* Check for earlier movables inside that range,
1159              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1160              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1161              Rather than reject all such insns from movables, we just
1162              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1163              libcalls aren't that common).  */
1164           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1165             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1166               if (m1->insn == insn)
1167                 m1->done = 1;
1168         }
1169     }
1170 }         
1171
1172 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1173    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1174    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1175    since the second can be moved only if the first is.  */
1176
1177 static void
1178 force_movables (movables)
1179      struct movable *movables;
1180 {
1181   register struct movable *m, *m1;
1182   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1183     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1184     if (!m1->partial && !m1->done)
1185       {
1186         int regno = m1->regno;
1187         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1188           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1189              register of M1 to be used after this insn?
1190              Since CSE does not update regno_last_uid,
1191              this insn M->insn might not be where it dies.
1192              But very likely this doesn't matter; what matters is
1193              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1194           if (INSN_UID (m->insn) == regno_last_uid[regno]
1195               && !m->done)
1196             break;
1197         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1198             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1199             && m->consec == 0)
1200           m = 0;
1201
1202         /* Increase the priority of the moving the first insn
1203            since it permits the second to be moved as well.  */
1204         if (m != 0)
1205           {
1206             m->forces = m1;
1207             m1->lifetime += m->lifetime;
1208             m1->savings += m1->savings;
1209           }
1210       }
1211 }
1212 \f
1213 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1214    one register.  */
1215
1216 static void
1217 combine_movables (movables, nregs)
1218      struct movable *movables;
1219      int nregs;
1220 {
1221   register struct movable *m;
1222   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1223   enum machine_mode mode;
1224
1225   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1226      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1227   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1228
1229   for (m = movables; m; m = m->next)
1230     if (m->match == 0 && n_times_used[m->regno] == 1 && !m->partial)
1231       {
1232         register struct movable *m1;
1233         int regno = m->regno;
1234         rtx reg_note, reg_note1;
1235
1236         bzero (matched_regs, nregs);
1237         matched_regs[regno] = 1;
1238
1239         for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1240           if (m != m1 && m1->match == 0 && n_times_used[m1->regno] == 1
1241               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1242               && !m1->global
1243               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1244               && !m1->partial
1245               && (matched_regs[m1->regno]
1246                   ||
1247                   (
1248                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1249                       same constant only if the modes are the same or
1250                       if both are integer modes with M wider or the same
1251                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1252                       safe, since the only case of differing destination
1253                       modes with equal sources is when both sources are
1254                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1255                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1256                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1257                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1258                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1259                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1260                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1261                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1262                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1263                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1264                                                 movables))))
1265               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1266                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1267             {
1268               m->lifetime += m1->lifetime;
1269               m->savings += m1->savings;
1270               m1->done = 1;
1271               m1->match = m;
1272               matched_regs[m1->regno] = 1;
1273             }
1274       }
1275
1276   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1277      This can be done for those not marked `global'
1278      provided their lives don't overlap.  */
1279
1280   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1281        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1282     {
1283       register struct movable *m0 = 0;
1284
1285       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1286          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1287       for (m = movables; m; m = m->next)
1288         if (m->partial && ! m->global
1289             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1290           {
1291             register struct movable *m1;
1292             int first = uid_luid[regno_first_uid[m->regno]];
1293             int last = uid_luid[regno_last_uid[m->regno]];
1294
1295             if (m0 == 0)
1296               {
1297                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1298                 m0 = m;
1299                   continue;
1300               }
1301
1302             /* Make sure they extend to the same mode.
1303                (Almost always true.)  */
1304             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1305                 continue;
1306
1307             /* We already have one: check for overlap with those
1308                already combined together.  */
1309             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1310               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1311                 if (! (uid_luid[regno_first_uid[m1->regno]] > last
1312                        || uid_luid[regno_last_uid[m1->regno]] < first))
1313                   goto overlap;
1314
1315             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1316             m0->lifetime += m->lifetime;
1317             m0->savings += m->savings;
1318             m->done = 1;
1319             m->match = m0;
1320
1321           overlap: ;
1322           }
1323     }
1324 }
1325 \f
1326 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1327
1328 static int
1329 regs_match_p (x, y, movables)
1330      rtx x, y;
1331      struct movable *movables;
1332 {
1333   int xn = REGNO (x);
1334   int yn = REGNO (y);
1335   struct movable *mx, *my;
1336
1337   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1338     if (mx->regno == xn)
1339       break;
1340
1341   for (my = movables; my; my = my->next)
1342     if (my->regno == yn)
1343       break;
1344
1345   return (mx && my
1346           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1347               || mx->match == my
1348               || mx == my->match));
1349 }
1350
1351 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1352    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1353
1354    If two registers are matching movables or a movable register and an
1355    equivalent constant, consider them equal.  */
1356
1357 static int
1358 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1359      rtx x, y;
1360      struct movable *movables;
1361 {
1362   register int i;
1363   register int j;
1364   register struct movable *m;
1365   register enum rtx_code code;
1366   register char *fmt;
1367
1368   if (x == y)
1369     return 1;
1370   if (x == 0 || y == 0)
1371     return 0;
1372
1373   code = GET_CODE (x);
1374
1375   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1376      equal.  */
1377   if (GET_CODE (x) == REG && n_times_set[REGNO (x)] == -2
1378       && CONSTANT_P (y))
1379     for (m = movables; m; m = m->next)
1380       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1381           && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1382         return 1;
1383
1384   else if (GET_CODE (y) == REG && n_times_set[REGNO (y)] == -2
1385            && CONSTANT_P (x))
1386     for (m = movables; m; m = m->next)
1387       if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1388           && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1389         return 1;
1390
1391   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1392   if (code != GET_CODE (y))
1393     return 0;
1394
1395   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1396      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1397
1398   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1399     return 0;
1400
1401   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1402   if (code == REG)
1403     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1404
1405   if (code == LABEL_REF)
1406     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1407   if (code == SYMBOL_REF)
1408     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1409
1410   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1411      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1412
1413   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1414   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1415     {
1416       switch (fmt[i])
1417         {
1418         case 'i':
1419           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1420             return 0;
1421           break;
1422
1423         case 'E':
1424           /* Two vectors must have the same length.  */
1425           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1426             return 0;
1427
1428           /* And the corresponding elements must match.  */
1429           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1430             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1431               return 0;
1432           break;
1433
1434         case 'e':
1435           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1436             return 0;
1437           break;
1438
1439         case 's':
1440           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1441             return 0;
1442           break;
1443
1444         case 'u':
1445           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1446           break;
1447
1448         case '0':
1449           break;
1450
1451           /* It is believed that rtx's at this level will never
1452              contain anything but integers and other rtx's,
1453              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1454         default:
1455           abort ();
1456         }
1457     }
1458   return 1;
1459 }
1460 \f
1461 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1462   insns in INSNS which use thet reference.  */
1463
1464 static void
1465 add_label_notes (x, insns)
1466      rtx x;
1467      rtx insns;
1468 {
1469   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1470   int i, j;
1471   char *fmt;
1472   rtx insn;
1473
1474   if (code == LABEL_REF)
1475     {
1476       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1477         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1478           REG_NOTES (insn) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1479                                       REG_NOTES (insn));
1480       return;
1481     }
1482
1483   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1484   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1485     {
1486       if (fmt[i] == 'e')
1487         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1488       else if (fmt[i] == 'E')
1489         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1490           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1491     }
1492 }
1493 \f
1494 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1495    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1496    other throughout.  */
1497
1498 static void
1499 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1500      struct movable *movables;
1501      int threshold;
1502      int insn_count;
1503      rtx loop_start;
1504      rtx end;
1505      int nregs;
1506 {
1507   rtx new_start = 0;
1508   register struct movable *m;
1509   register rtx p;
1510   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1511      when we move several insns that load the same value
1512      into different pseudo-registers.  */
1513   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1514   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1515
1516   bzero (already_moved, nregs);
1517   bzero (reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1518
1519   num_movables = 0;
1520
1521   for (m = movables; m; m = m->next)
1522     {
1523       /* Describe this movable insn.  */
1524
1525       if (loop_dump_stream)
1526         {
1527           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1528                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1529           if (m->consec > 0)
1530             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1531           if (m->cond)
1532             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1533           if (m->force)
1534             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1535           if (m->global)
1536             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1537           if (m->done)
1538             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1539           if (m->move_insn)
1540             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1541           if (m->match)
1542             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1543                      INSN_UID (m->match->insn));
1544           if (m->forces)
1545             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1546                      INSN_UID (m->forces->insn));
1547         }
1548
1549       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1550       num_movables++;
1551
1552       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1553          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1554
1555       if (!m->done
1556           && (! m->cond
1557               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1558                   && (m->dependencies == 0
1559                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1560                   && (m->consec == 0
1561                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1562                                                        m->consec + 1,
1563                                                        m->insn))))
1564           && (! m->forces || m->forces->done))
1565         {
1566           register int regno;
1567           register rtx p;
1568           int savings = m->savings;
1569
1570           /* We have an insn that is safe to move.
1571              Compute its desirability.  */
1572
1573           p = m->insn;
1574           regno = m->regno;
1575
1576           if (loop_dump_stream)
1577             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1578
1579           if (moved_once[regno])
1580             {
1581               insn_count *= 2;
1582
1583               if (loop_dump_stream)
1584                 fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1585             }
1586
1587           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1588              which is safe only if this one is moved too: that is,
1589              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1590
1591           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1592              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1593              If it's not desirable, it means the loop is so big
1594              that moving won't speed things up much,
1595              and it is liable to make register usage worse.  */
1596
1597           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1598              extra cost because something else was already moved.  */
1599
1600           if (already_moved[regno]
1601               || (threshold * savings * m->lifetime) >= insn_count
1602               || (m->forces && m->forces->done
1603                   && n_times_used[m->forces->regno] == 1))
1604             {
1605               int count;
1606               register struct movable *m1;
1607               rtx first;
1608
1609               /* Now move the insns that set the reg.  */
1610
1611               if (m->partial && m->match)
1612                 {
1613                   rtx newpat, i1;
1614                   rtx r1, r2;
1615                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1616                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1617                      And that reg is loaded with 0 directly,
1618                      since it has ->match == 0.  */
1619                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1620                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1621                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1622                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1623
1624                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1625                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1626                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1627                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1628                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1629                   regs_may_share = gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r1,
1630                                             gen_rtx (EXPR_LIST, VOIDmode, r2,
1631                                                      regs_may_share));
1632                   delete_insn (m->insn);
1633
1634                   if (new_start == 0)
1635                     new_start = i1;
1636
1637                   if (loop_dump_stream)
1638                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1639                 }
1640               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1641                  new move insn, first delete what we have and then emit
1642                  the move insn before the loop.  */
1643               else if (m->move_insn)
1644                 {
1645                   rtx i1, temp;
1646
1647                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1648                     {
1649                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1650                          skip to the end.  */
1651                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1652                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
1653                         p = XEXP (temp, 0);
1654
1655                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1656                          delete every insn in the sequence except the last.
1657                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1658                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1659                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0)))
1660                         {
1661                           temp = XEXP (temp, 0);
1662                           while (temp != p)
1663                             temp = delete_insn (temp);
1664                         }
1665
1666                       p = delete_insn (p);
1667                     }
1668
1669                   start_sequence ();
1670                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1671                   temp = get_insns ();
1672                   end_sequence ();
1673
1674                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1675
1676                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1677                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, 0))
1678                     REG_NOTES (i1)
1679                       = gen_rtx (EXPR_LIST,
1680                                  m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1681                                  m->set_src, REG_NOTES (i1));
1682
1683                   if (loop_dump_stream)
1684                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1685
1686                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1687                   threshold -= 3;
1688                 }
1689               else
1690                 {
1691                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1692                     {
1693                       rtx i1, temp;
1694
1695                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end. */
1696                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to 
1697                          be an insn here.  */
1698                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1699                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
1700                         p = XEXP (temp, 0);
1701
1702                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1703                          insns except the last before the loop.  The last
1704                          insn is handled in the normal manner.  */
1705                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1706                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0)))
1707                         {
1708                           rtx fn_address = 0;
1709                           rtx fn_reg = 0;
1710                           rtx fn_address_insn = 0;
1711
1712                           first = 0;
1713                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1714                                temp = NEXT_INSN (temp))
1715                             {
1716                               rtx body;
1717                               rtx n;
1718                               rtx next;
1719
1720                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1721                                 continue;
1722
1723                               body = PATTERN (temp);
1724
1725                               /* Find the next insn after TEMP,
1726                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1727                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1728                                    next = NEXT_INSN (next))
1729                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1730                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1731                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1732                                   break;
1733                               
1734                               /* If that is the call, this may be the insn
1735                                  that loads the function address.
1736
1737                                  Extract the function address from the insn
1738                                  that loads it into a register.
1739                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1740
1741                                  So emit a new move insn that copies the
1742                                  function address into the register that the
1743                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1744                                  redundant stores that we have created.  */
1745                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1746                                   && GET_CODE (body) == SET
1747                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1748                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL, 0)))
1749                                 {
1750                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1751                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1752                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1753                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1754                                   fn_address_insn = temp;
1755                                 }
1756                               /* We have the call insn.
1757                                  If it uses the register we suspect it might,
1758                                  load it with the correct address directly.  */
1759                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
1760                                   && fn_address != 0
1761                                   && reg_mentioned_p (fn_reg, body))
1762                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
1763                                                                 fn_address),
1764                                                  fn_address_insn);
1765
1766                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
1767                                 i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
1768                               else
1769                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
1770                               if (first == 0)
1771                                 first = i1;
1772                               if (temp == fn_address_insn)
1773                                 fn_address_insn = i1;
1774                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
1775                               delete_insn (temp);
1776                             }
1777                         }
1778                       if (m->savemode != VOIDmode)
1779                         {
1780                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
1781                              the bits that are not covered by the mode
1782                              m->savemode.  */
1783                           rtx reg = m->set_dest;
1784                           rtx sequence;
1785                           rtx tem;
1786                       
1787                           start_sequence ();
1788                           tem = expand_binop
1789                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
1790                              gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
1791                                       ((1 << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
1792                                       - 1),
1793                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
1794                           if (tem == 0)
1795                             abort ();
1796                           if (tem != reg)
1797                             emit_move_insn (reg, tem);
1798                           sequence = gen_sequence ();
1799                           end_sequence ();
1800                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
1801                         }
1802                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1803                         i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1804                       else
1805                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
1806
1807                       REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
1808
1809                       if (new_start == 0)
1810                         new_start = i1;
1811
1812                       if (loop_dump_stream)
1813                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
1814                                  INSN_UID (i1));
1815
1816 #if 0
1817                       /* This isn't needed because REG_NOTES is copied
1818                          below and is wrong since P might be a PARALLEL.  */
1819                       if (REG_NOTES (i1) == 0
1820                           && ! m->partial /* But not if it's a zero-extend clr. */
1821                           && ! m->global /* and not if used outside the loop
1822                                             (since it might get set outside).  */
1823                           && CONSTANT_P (SET_SRC (PATTERN (p))))
1824                         REG_NOTES (i1)
1825                           = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_EQUAL,
1826                                      SET_SRC (PATTERN (p)), REG_NOTES (i1));
1827 #endif
1828
1829                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
1830                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
1831                          and REG_RETVAL on I1.  */
1832                       if (temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, 0))
1833                         {
1834                           XEXP (temp, 0) = first;
1835                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, 0);
1836                           XEXP (temp, 0) = i1;
1837                         }
1838
1839                       delete_insn (p);
1840                       do p = NEXT_INSN (p);
1841                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE);
1842                     }
1843
1844                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1845                   threshold -= 3;
1846                 }
1847
1848               /* Any other movable that loads the same register
1849                  MUST be moved.  */
1850               already_moved[regno] = 1;
1851
1852               /* This reg has been moved out of one loop.  */
1853               moved_once[regno] = 1;
1854
1855               /* The reg set here is now invariant.  */
1856               if (! m->partial)
1857                 n_times_set[regno] = 0;
1858
1859               m->done = 1;
1860
1861               /* Change the length-of-life info for the register
1862                  to say it lives at least the full length of this loop.
1863                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
1864
1865               if (uid_luid[regno_first_uid[regno]] > INSN_LUID (loop_start))
1866                 /* This is the old insn before all the moved insns.
1867                    We can't use the moved insn because it is out of range
1868                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
1869                 regno_first_uid[regno] = INSN_UID (loop_start);
1870               if (uid_luid[regno_last_uid[regno]] < INSN_LUID (end))
1871                 regno_last_uid[regno] = INSN_UID (end);
1872
1873               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
1874
1875               if (! m->partial)
1876                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1877                   if (m1->match == m)
1878                     {
1879                       rtx temp;
1880
1881                       /* Schedule the reg loaded by M1
1882                          for replacement so that shares the reg of M.
1883                          If the modes differ (only possible in restricted
1884                          circumstances, make a SUBREG.  */
1885                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
1886                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
1887                       else
1888                         reg_map[m1->regno]
1889                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
1890                                                 m->set_dest);
1891                     
1892                       /* Get rid of the matching insn
1893                          and prevent further processing of it.  */
1894                       m1->done = 1;
1895
1896                       /* if library call, delete all insn except last, which
1897                          is deleted below */
1898                       if (temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL, 0))
1899                         {
1900                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
1901                                temp = NEXT_INSN (temp))
1902                             delete_insn (temp);
1903                         }
1904                       delete_insn (m1->insn);
1905
1906                       /* Any other movable that loads the same register
1907                          MUST be moved.  */
1908                       already_moved[m1->regno] = 1;
1909
1910                       /* The reg merged here is now invariant,
1911                          if the reg it matches is invariant.  */
1912                       if (! m->partial)
1913                         n_times_set[m1->regno] = 0;
1914                     }
1915             }
1916           else if (loop_dump_stream)
1917             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
1918         }
1919       else if (loop_dump_stream && !m->match)
1920         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
1921
1922       if (loop_dump_stream)
1923         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
1924     }
1925
1926   if (new_start == 0)
1927     new_start = loop_start;
1928
1929   /* Go through all the instructions in the loop, making
1930      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
1931   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
1932     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1933         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1934       {
1935         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
1936         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
1937       }
1938 }
1939 \f
1940 #if 0
1941 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
1942    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
1943
1944 static void
1945 replace_call_address (x, reg, addr)
1946      rtx x, reg, addr;
1947 {
1948   register enum rtx_code code;
1949   register int i;
1950   register char *fmt;
1951
1952   if (x == 0)
1953     return;
1954   code = GET_CODE (x);
1955   switch (code)
1956     {
1957     case PC:
1958     case CC0:
1959     case CONST_INT:
1960     case CONST_DOUBLE:
1961     case CONST:
1962     case SYMBOL_REF:
1963     case LABEL_REF:
1964     case REG:
1965       return;
1966
1967     case SET:
1968       /* Short cut for very common case.  */
1969       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
1970       return;
1971
1972     case CALL:
1973       /* Short cut for very common case.  */
1974       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
1975       return;
1976
1977     case MEM:
1978       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
1979          something is wrong.  */
1980       if (XEXP (x, 0) != reg)
1981         abort ();
1982       XEXP (x, 0) = addr;
1983       return;
1984     }
1985
1986   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1987   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1988     {
1989       if (fmt[i] == 'e')
1990         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
1991       if (fmt[i] == 'E')
1992         {
1993           register int j;
1994           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1995             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
1996         }
1997     }
1998 }
1999 #endif
2000 \f
2001 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2002    in the rtx X.  */
2003
2004 static int
2005 count_nonfixed_reads (x)
2006      rtx x;
2007 {
2008   register enum rtx_code code;
2009   register int i;
2010   register char *fmt;
2011   int value;
2012
2013   if (x == 0)
2014     return 0;
2015
2016   code = GET_CODE (x);
2017   switch (code)
2018     {
2019     case PC:
2020     case CC0:
2021     case CONST_INT:
2022     case CONST_DOUBLE:
2023     case CONST:
2024     case SYMBOL_REF:
2025     case LABEL_REF:
2026     case REG:
2027       return 0;
2028
2029     case MEM:
2030       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2031               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2032     }
2033
2034   value = 0;
2035   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2036   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2037     {
2038       if (fmt[i] == 'e')
2039         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2040       if (fmt[i] == 'E')
2041         {
2042           register int j;
2043           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2044             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2045         }
2046     }
2047   return value;
2048 }
2049
2050 \f
2051 #if 0
2052 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2053    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2054    if the machine supports such an instruction,
2055    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2056
2057 static void
2058 constant_high_bytes (p, loop_start)
2059      rtx p, loop_start;
2060 {
2061   register rtx new;
2062   register int insn_code_number;
2063
2064   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2065      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2066
2067   new = gen_rtx (SET, VOIDmode,
2068                  gen_rtx (STRICT_LOW_PART, VOIDmode,
2069                           gen_rtx (SUBREG, GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2070                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2071                                    0)),
2072                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2073   insn_code_number = recog (new, p);
2074
2075   if (insn_code_number)
2076     {
2077       register int i;
2078
2079       /* Clear destination register before the loop.  */
2080       emit_insn_before (gen_rtx (SET, VOIDmode,
2081                                  SET_DEST (PATTERN (p)),
2082                                  const0_rtx),
2083                         loop_start);
2084
2085       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2086       PATTERN (p) = new;
2087     }
2088 }
2089 #endif
2090 \f
2091 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2092    `num_mem_sets', `loop_continue', loops_enclosed' and `loop_has_call'.
2093    Also, fill in the array `loop_store_mems'.  */
2094
2095 static void
2096 prescan_loop (start, end)
2097      rtx start, end;
2098 {
2099   register int level = 1;
2100   register rtx insn;
2101
2102   unknown_address_altered = 0;
2103   loop_has_call = 0;
2104   loop_store_mems_idx = 0;
2105
2106   num_mem_sets = 0;
2107   loops_enclosed = 1;
2108   loop_continue = 0;
2109
2110   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2111        insn = NEXT_INSN (insn))
2112     {
2113       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2114         {
2115           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2116             {
2117               ++level;
2118               /* Count number of loops contained in this one.  */
2119               loops_enclosed++;
2120             }
2121           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2122             {
2123               --level;
2124               if (level == 0)
2125                 {
2126                   end = insn;
2127                   break;
2128                 }
2129             }
2130           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2131             {
2132               if (level == 1)
2133                 loop_continue = insn;
2134             }
2135         }
2136       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2137         {
2138           unknown_address_altered = 1;
2139           loop_has_call = 1;
2140         }
2141       else
2142         {
2143           if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2144             note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2145         }
2146     }
2147 }
2148 \f
2149 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2150    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2151    to from outside the loop.  */
2152
2153 static void
2154 find_and_verify_loops (f)
2155      rtx f;
2156 {
2157   rtx insn;
2158   int current_loop = -1;
2159   int next_loop = -1;
2160   int loop;
2161
2162   /* If there are jumps to undefined labels,
2163      treat them as jumps out of any/all loops.
2164      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2165   uid_loop_num[0] = -1;
2166
2167   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2168      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2169
2170   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2171     {
2172       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2173         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2174           {
2175           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2176             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2177             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2178             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2179             loop_invalid[next_loop] = 0;
2180             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2181             current_loop = next_loop;
2182             break;
2183
2184           case NOTE_INSN_SETJMP:
2185             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2186                enclosing loop.  */
2187             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2188               {
2189                 loop_invalid[loop] = 1;
2190                 if (loop_dump_stream)
2191                   fprintf (loop_dump_stream,
2192                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2193                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2194               }
2195             break;
2196
2197           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2198             if (current_loop == -1)
2199               abort ();
2200
2201             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2202             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2203             break;
2204
2205           }
2206
2207       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2208          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2209       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2210     }
2211
2212   /* Now scan all JUMP_INSN's in the function.  If any branches into a loop
2213      that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2214
2215      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2216      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional 
2217      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2218      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2219      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2220      possible second cse pass.  */
2221
2222   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2223     if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2224       {
2225         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2226
2227         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2228
2229         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2230         if (this_loop_num != -1
2231             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2232                 || (simplejump_p (insn)
2233                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2234                         != this_loop_num))))
2235           {
2236             rtx p;
2237             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2238
2239             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2240                or a JUMP_INSN.  */
2241             for (p = PREV_INSN (insn);
2242                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2243                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2244                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2245                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2246                  p = PREV_INSN (p))
2247               ;
2248
2249             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2250                we have a block of code to try to move.
2251
2252                We look backward and then forward from the target of INSN
2253                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2254                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2255                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2256                and move the block of code to the spot we found.  */
2257
2258             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2259                     && JUMP_LABEL (p) != 0
2260                     && condjump_p (p)
2261                     && ! simplejump_p (p)
2262                     && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2263               {
2264                 rtx target
2265                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2266                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2267                 rtx loc;
2268
2269                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2270                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2271                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2272                     break;
2273
2274                 if (loc == 0)
2275                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2276                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2277                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2278                       break;
2279
2280                 if (loc)
2281                   {
2282                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2283                     rtx new_label = get_label_after (p);
2284
2285                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2286                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2287
2288                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2289                        we can invert P. */
2290                    if (INSN_UID (new_label) < max_uid_for_loop
2291                        && invert_jump (p, new_label))
2292                      {
2293                        rtx q, r;
2294
2295                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2296                           block after LOC.  */
2297                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2298                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2299
2300                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2301                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2302                             q = NEXT_INSN (q))
2303                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2304
2305                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2306                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2307                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2308                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2309                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2310                        if (JUMP_LABEL (insn))
2311                          {
2312                            for (q = 0,
2313                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2314                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2315                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2316                                {
2317                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2318                                  if (q)
2319                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2320                                  else
2321                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2322                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2323                                  break;
2324                                }
2325
2326                            /* If we didn't find it, then something is wrong. */
2327                            if (! r)
2328                              abort ();
2329                          }
2330
2331                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2332                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2333                           The easiest way to do this is to just call
2334                           mark_loop_jump again for P.  */
2335                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2336
2337                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2338                           delete INSN.  */
2339                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2340                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2341                                == next_real_insn (insn)))
2342                          delete_insn (insn);
2343                      }
2344
2345                     /* Continue the loop after where the conditional
2346                        branch used to jump, since the only branch insn
2347                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2348                        branch and hence needs no processing.  */
2349                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2350
2351                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2352                       delete_insn (cond_label);
2353                   }
2354               }
2355           }
2356       }
2357 }
2358
2359 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2360    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2361
2362    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2363
2364 static void
2365 mark_loop_jump (x, loop_num)
2366      rtx x;
2367      int loop_num;
2368 {
2369   int dest_loop;
2370   int outer_loop;
2371   int i;
2372
2373   switch (GET_CODE (x))
2374     {
2375     case PC:
2376     case USE:
2377     case CLOBBER:
2378     case REG:
2379     case MEM:
2380     case CONST_INT:
2381     case CONST_DOUBLE:
2382     case RETURN:
2383       return;
2384
2385     case CONST:
2386       /* There could be a label reference in here.  */
2387       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2388       return;
2389
2390     case PLUS:
2391     case MINUS:
2392     case MULT:
2393     case LSHIFT:
2394       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2395       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2396       return;
2397
2398     case SIGN_EXTEND:
2399     case ZERO_EXTEND:
2400       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2401       return;
2402
2403     case LABEL_REF:
2404       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2405
2406       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2407          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2408          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2409          false.  */
2410
2411       if (dest_loop != loop_num && loop_num != -1)
2412         {
2413           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
2414           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
2415           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
2416         }
2417
2418       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
2419          by it, it invalidates at least one loop.  */
2420
2421       if (dest_loop == -1)
2422         return;
2423
2424       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
2425          label, except those that also contain the jump insn.  */
2426
2427       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
2428         {
2429           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
2430           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
2431                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2432             if (dest_loop == outer_loop)
2433               return;
2434
2435           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
2436           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
2437             fprintf (loop_dump_stream,
2438                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
2439                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
2440           
2441           loop_invalid[dest_loop] = 1;
2442         }
2443       return;
2444
2445     case SET:
2446       /* If this is not setting pc, ignore.  */
2447       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
2448         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
2449       return;
2450
2451     case IF_THEN_ELSE:
2452       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2453       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
2454       return;
2455
2456     case PARALLEL:
2457     case ADDR_VEC:
2458       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
2459         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
2460       return;
2461
2462     case ADDR_DIFF_VEC:
2463       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
2464         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
2465       return;
2466
2467     default:
2468       /* Nothing else should occur in a JUMP_INSN.  */
2469       abort ();
2470     }
2471 }
2472 \f
2473 /* Return nonzero if there is a label in the range from
2474    insn INSN to and including the insn whose luid is END
2475    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
2476    been previously created by loop.c).  */
2477
2478 static int
2479 labels_in_range_p (insn, end)
2480      rtx insn;
2481      int end;
2482 {
2483   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
2484     {
2485       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
2486         return 1;
2487       insn = NEXT_INSN (insn);
2488     }
2489
2490   return 0;
2491 }
2492
2493 /* Record that a memory reference X is being set.  */
2494
2495 static void
2496 note_addr_stored (x)
2497      rtx x;
2498 {
2499   register int i;
2500
2501   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
2502     return;
2503
2504   /* Count number of memory writes.
2505      This affects heuristics in strength_reduce.  */
2506   num_mem_sets++;
2507
2508   if (unknown_address_altered)
2509     return;
2510
2511   for (i = 0; i < loop_store_mems_idx; i++)
2512     if (rtx_equal_p (XEXP (loop_store_mems[i], 0), XEXP (x, 0))
2513         && MEM_IN_STRUCT_P (x) == MEM_IN_STRUCT_P (loop_store_mems[i]))
2514       {
2515         /* We are storing at the same address as previously noted.  Save the
2516            wider reference, treating BLKmode as wider.  */
2517         if (GET_MODE (x) == BLKmode
2518             || (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x))
2519                 > GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_store_mems[i]))))
2520           loop_store_mems[i] = x;
2521         break;
2522       }
2523
2524   if (i == NUM_STORES)
2525     unknown_address_altered = 1;
2526
2527   else if (i == loop_store_mems_idx)
2528     loop_store_mems[loop_store_mems_idx++] = x;
2529 }
2530 \f
2531 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
2532
2533    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
2534
2535    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
2536    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
2537    anything stored in `loop_store_mems'.  */
2538
2539 int
2540 invariant_p (x)
2541      register rtx x;
2542 {
2543   register int i;
2544   register enum rtx_code code;
2545   register char *fmt;
2546   int conditional = 0;
2547
2548   if (x == 0)
2549     return 1;
2550   code = GET_CODE (x);
2551   switch (code)
2552     {
2553     case CONST_INT:
2554     case CONST_DOUBLE:
2555     case SYMBOL_REF:
2556     case CONST:
2557       return 1;
2558
2559     case LABEL_REF:
2560       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
2561          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
2562          This is because each unrolled copy of the loop body will have
2563          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
2564          the address of this label into a register might get moved outside
2565          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
2566
2567          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
2568          labels.  */
2569       if (flag_unroll_loops)
2570         return 0;
2571       else
2572         return 1;
2573
2574     case PC:
2575     case CC0:
2576     case UNSPEC_VOLATILE:
2577       return 0;
2578
2579     case REG:
2580       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
2581          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
2582       if (x == frame_pointer_rtx || x == arg_pointer_rtx)
2583         return 1;
2584       if (loop_has_call
2585           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
2586         return 0;
2587       if (n_times_set[REGNO (x)] < 0)
2588         return 2;
2589       return n_times_set[REGNO (x)] == 0;
2590
2591     case MEM:
2592       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
2593          invariant if their address is.  */
2594       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
2595         break;
2596
2597       /* If we filled the table (or had a subroutine call), any location
2598          in memory could have been clobbered.  */
2599       if (unknown_address_altered
2600           /* Don't mess with volatile memory references.  */
2601           || MEM_VOLATILE_P (x))
2602         return 0;
2603
2604       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
2605       for (i = loop_store_mems_idx - 1; i >= 0; i--)
2606         if (true_dependence (loop_store_mems[i], x))
2607           return 0;
2608
2609       /* It's not invalidated by a store in memory
2610          but we must still verify the address is invariant.  */
2611       break;
2612
2613     case ASM_OPERANDS:
2614       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
2615       if (MEM_VOLATILE_P (x))
2616         return 0;
2617     }
2618
2619   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2620   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2621     {
2622       if (fmt[i] == 'e')
2623         {
2624           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
2625           if (tem == 0)
2626             return 0;
2627           if (tem == 2)
2628             conditional = 1;
2629         }
2630       else if (fmt[i] == 'E')
2631         {
2632           register int j;
2633           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2634             {
2635               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
2636               if (tem == 0)
2637                 return 0;
2638               if (tem == 2)
2639                 conditional = 1;
2640             }
2641
2642         }
2643     }
2644
2645   return 1 + conditional;
2646 }
2647
2648 /* Return 1 if OTHER (a mem ref) overlaps the area of memory
2649    which is SIZE bytes starting at BASE.  */
2650
2651 int
2652 addr_overlap_p (other, base, size)
2653      rtx other;
2654      rtx base;
2655      int size;
2656 {
2657   int start = 0, end;
2658
2659   if (GET_CODE (base) == CONST)
2660     base = XEXP (base, 0);
2661   if (GET_CODE (base) == PLUS
2662       && GET_CODE (XEXP (base, 1)) == CONST_INT)
2663     {
2664       start = INTVAL (XEXP (base, 1));
2665       base = XEXP (base, 0);
2666     }
2667
2668   end = start + size;
2669   return refers_to_mem_p (other, base, start, end);
2670 }
2671 \f
2672 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
2673    are INSN and the immediately following insns,
2674    and if each of those insns sets REG in an invariant way
2675    (not counting uses of REG in them).
2676
2677    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
2678
2679    We assume that INSN itself is the first set of REG
2680    and that its source is invariant.  */
2681
2682 static int
2683 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
2684      int n_sets;
2685      rtx reg, insn;
2686 {
2687   register rtx p = insn;
2688   register int regno = REGNO (reg);
2689   rtx temp;
2690   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
2691   int count = n_sets - 1;
2692   int old = n_times_set[regno];
2693   int value = 0;
2694   int this;
2695
2696   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
2697   if (n_sets == 127)
2698     return 0;
2699
2700   n_times_set[regno] = 0;
2701
2702   while (count > 0)
2703     {
2704       register enum rtx_code code;
2705       rtx set;
2706
2707       p = NEXT_INSN (p);
2708       code = GET_CODE (p);
2709
2710       /* If library call, skip to end of of it.  */
2711       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
2712         p = XEXP (temp, 0);
2713
2714       this = 0;
2715       if (code == INSN
2716           && (set = single_set (p))
2717           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
2718           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
2719         {
2720           this = invariant_p (SET_SRC (set));
2721           if (this != 0)
2722             value |= this;
2723           else if (temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0))
2724             {
2725               this = invariant_p (XEXP (temp, 0));
2726               if (this != 0)
2727                 value |= this;
2728             }
2729         }
2730       if (this != 0)
2731         count--;
2732       else if (code != NOTE)
2733         {
2734           n_times_set[regno] = old;
2735           return 0;
2736         }
2737     }
2738
2739   n_times_set[regno] = old;
2740   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
2741   return 1 + (value & 2);
2742 }
2743
2744 #if 0
2745 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
2746    to be moved, so we no longer test it.  */
2747
2748 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
2749    that set REG are invariant according to TABLE.  */
2750
2751 static int
2752 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
2753      rtx reg, insn;
2754      short *table;
2755 {
2756   register rtx p = insn;
2757   register int regno = REGNO (reg);
2758
2759   while (1)
2760     {
2761       register enum rtx_code code;
2762       p = NEXT_INSN (p);
2763       code = GET_CODE (p);
2764       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
2765         return 1;
2766       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
2767           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
2768           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
2769         {
2770           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
2771             return 0;
2772         }
2773     }
2774 }
2775 #endif /* 0 */
2776 \f
2777 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
2778    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
2779    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
2780
2781 static void
2782 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
2783      rtx insn;
2784      rtx x;
2785      rtx *usage;
2786 {
2787   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2788   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2789   int i, j;
2790
2791   if (code == REG)
2792     usage[REGNO (x)]
2793       = (usage[REGNO (x)] != 0 && usage[REGNO (x)] != insn)
2794         ? const0_rtx : insn;
2795
2796   else if (code == SET)
2797     {
2798       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
2799          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
2800          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set 
2801          for it.  */
2802       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2803         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
2804       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
2805     }
2806   else
2807     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2808       {
2809         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
2810           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
2811         else if (fmt[i] == 'E')
2812           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2813             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
2814       }
2815 }
2816 \f
2817 /* Increment N_TIMES_SET at the index of each register
2818    that is modified by an insn between FROM and TO.
2819    If the value of an element of N_TIMES_SET becomes 127 or more,
2820    stop incrementing it, to avoid overflow.
2821
2822    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
2823    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
2824    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
2825    in which case this processing is not done.
2826
2827    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
2828    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
2829
2830 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
2831    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
2832
2833 static void
2834 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
2835      register rtx from, to;
2836      char *may_not_move;
2837      rtx *single_usage;
2838      int *count_ptr;
2839      int nregs;
2840 {
2841   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
2842   register rtx insn;
2843   register int count = 0;
2844   register rtx dest;
2845
2846   bzero (last_set, nregs * sizeof (rtx));
2847   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
2848     {
2849       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2850         {
2851           ++count;
2852
2853           /* If requested, record registers that have exactly one use.  */
2854           if (single_usage)
2855             {
2856               find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
2857
2858               /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
2859               if (REG_NOTES (insn))
2860                 find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
2861             }
2862
2863           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER
2864               && GET_CODE (XEXP (PATTERN (insn), 0)) == REG)
2865             /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
2866                We might do so sometimes, but it's not worth the pain.  */
2867             may_not_move[REGNO (XEXP (PATTERN (insn), 0))] = 1;
2868
2869           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2870               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
2871             {
2872               dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
2873               while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2874                      || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2875                      || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2876                      || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2877                 dest = XEXP (dest, 0);
2878               if (GET_CODE (dest) == REG)
2879                 {
2880                   register int regno = REGNO (dest);
2881                   /* If this is the first setting of this reg
2882                      in current basic block, and it was set before,
2883                      it must be set in two basic blocks, so it cannot
2884                      be moved out of the loop.  */
2885                   if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
2886                     may_not_move[regno] = 1;
2887                   /* If this is not first setting in current basic block,
2888                      see if reg was used in between previous one and this.
2889                      If so, neither one can be moved.  */
2890                   if (last_set[regno] != 0
2891                       && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
2892                     may_not_move[regno] = 1;
2893                   if (n_times_set[regno] < 127)
2894                     ++n_times_set[regno];
2895                   last_set[regno] = insn;
2896                 }
2897             }
2898           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
2899             {
2900               register int i;
2901               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
2902                 {
2903                   register rtx x = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
2904                   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
2905                     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
2906                        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
2907                     may_not_move[REGNO (XEXP (x, 0))] = 1;
2908
2909                   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
2910                     {
2911                       dest = SET_DEST (x);
2912                       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2913                              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2914                              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2915                              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2916                         dest = XEXP (dest, 0);
2917                       if (GET_CODE (dest) == REG)
2918                         {
2919                           register int regno = REGNO (dest);
2920                           if (n_times_set[regno] > 0 && last_set[regno] == 0)
2921                             may_not_move[regno] = 1;
2922                           if (last_set[regno] != 0
2923                               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
2924                             may_not_move[regno] = 1;
2925                           if (n_times_set[regno] < 127)
2926                             ++n_times_set[regno];
2927                           last_set[regno] = insn;
2928                         }
2929                     }
2930                 }
2931             }
2932         }
2933       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2934         bzero (last_set, nregs * sizeof (rtx));
2935     }
2936   *count_ptr = count;
2937 }
2938 \f
2939 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
2940    and that is entered at SCAN_START,
2941    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
2942    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
2943    from the loop entry point.
2944
2945    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
2946    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
2947    from an inner loop past two loops.  */
2948
2949 static int
2950 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
2951      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
2952 {
2953   rtx reg = SET_DEST (set);
2954   rtx p;
2955
2956   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
2957      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
2958   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
2959     {
2960       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
2961           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
2962         return 1;
2963
2964       if (p == loop_end)
2965         p = loop_start;
2966     }
2967
2968   return 0;
2969 }
2970 \f
2971 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
2972    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
2973 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
2974    value is a linear function of a biv.  */
2975
2976 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
2977    Givs by `general_induct_var'.  */
2978
2979 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
2980    induction variable, and if so what type.  */
2981
2982 enum iv_mode *reg_iv_type;
2983
2984 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
2985    if register is an induction variable.  This holds general info for
2986    all induction variables.  */
2987
2988 struct induction **reg_iv_info;
2989
2990 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
2991    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
2992    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
2993    to.  */
2994
2995 struct iv_class **reg_biv_class;
2996
2997 /* The head of a list which links together (via the next field)
2998    every iv class for the current loop.  */
2999
3000 struct iv_class *loop_iv_list;
3001
3002 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3003
3004 static rtx note_insn;
3005
3006 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3007
3008 static rtx addr_placeholder;
3009
3010 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3011    for the strength reduction code.  */
3012
3013 /* ??? There is one more optimization you might be interested in doing: to
3014    allocate pseudo registers for frequently-accessed memory locations.
3015    If the same memory location is referenced each time around, it might
3016    be possible to copy it into a register before and out after.
3017    This is especially useful when the memory location is a variable which
3018    is in a stack slot because somewhere its address is taken.  If the
3019    loop doesn't contain a function call and the variable isn't volatile,
3020    it is safe to keep the value in a register for the duration of the
3021    loop. One tricky thing is that the copying of the value back from the
3022    register has to be done on all exits from the loop.  You need to check that
3023    all the exits from the loop go to the same place. */
3024
3025 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3026    bivs, may cause problems. */
3027
3028 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3029    performance problems.
3030
3031    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3032    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3033    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3034    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3035    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3036    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3037
3038 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3039    positive.  */
3040
3041 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3042    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3043    e.g. the VAX acb insn.  */
3044
3045 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3046    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3047    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3048 \f
3049 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.  */
3050
3051 /* Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3052    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3053    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3054    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3055    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.  */
3056
3057 static void
3058 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3059                  loop_start, loop_end)
3060      rtx scan_start;
3061      rtx end;
3062      rtx loop_top;
3063      int insn_count;
3064      rtx loop_start;
3065      rtx loop_end;
3066 {
3067   rtx p;
3068   rtx set;
3069   rtx inc_val;
3070   rtx mult_val;
3071   rtx dest_reg;
3072   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3073      iteration.  */
3074   int not_every_iteration = 0;
3075   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3076      loop iteration.  */
3077   int maybe_multiple = 0;
3078   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3079   struct iv_class *bl, **backbl;
3080   /* Ratio of extra register life span we can justify
3081      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3082      since in that case saving an insn makes more difference
3083      and more registers are available.  */
3084   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3085   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3086   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3087   rtx *reg_map;
3088   int call_seen;
3089   rtx test;
3090   rtx end_insert_before;
3091
3092   reg_iv_type = (enum iv_mode *) alloca (max_reg_before_loop
3093                                          * sizeof (enum iv_mode *));
3094   bzero ((char *) reg_iv_type, max_reg_before_loop * sizeof (enum iv_mode *));
3095   reg_iv_info = (struct induction **)
3096     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct induction *));
3097   bzero ((char *) reg_iv_info, (max_reg_before_loop
3098                                 * sizeof (struct induction *)));
3099   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3100     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3101   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3102                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3103
3104   loop_iv_list = 0;
3105   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3106
3107   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3108      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3109      order (i.e. loop order).  */
3110
3111   end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3112
3113   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3114
3115   p = scan_start;
3116   while (1)
3117     {
3118       p = NEXT_INSN (p);
3119       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3120          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3121       if (p == scan_start)
3122         break;
3123       if (p == end)
3124         {
3125           if (loop_top != 0)
3126             p = NEXT_INSN (loop_top);
3127           else
3128             break;
3129           if (p == scan_start)
3130             break;
3131         }
3132
3133       if (GET_CODE (p) == INSN
3134           && (set = single_set (p))
3135           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3136         {
3137           dest_reg = SET_DEST (set);
3138           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3139               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3140               && reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] != NOT_BASIC_INDUCT)
3141             {
3142               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), dest_reg,
3143                                       &inc_val, &mult_val))
3144                 {
3145                   /* It is a possible basic induction variable.
3146                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3147
3148                   struct induction *v
3149                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3150
3151                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val,
3152                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3153                   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = BASIC_INDUCT;
3154                 }
3155               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3156                 reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = NOT_BASIC_INDUCT;
3157             }
3158         }
3159
3160       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3161          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3162          every jump insn between here and the end of the loop either
3163          returns, exits the loop, or is a forward jump.  */
3164
3165       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3166         {
3167           rtx insn = p;
3168
3169           maybe_multiple = 0;
3170
3171           while (1)
3172             {
3173               insn = NEXT_INSN (insn);
3174               if (insn == scan_start)
3175                 break;
3176               if (insn == end)
3177                 {
3178                   if (loop_top != 0)
3179                     insn = NEXT_INSN (loop_top);
3180                   else
3181                     break;
3182                   if (insn == scan_start)
3183                     break;
3184                 }
3185
3186               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3187                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3188                   && (! condjump_p (insn)
3189                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3190                           && (INSN_UID (JUMP_LABEL (insn)) >= max_uid_for_loop
3191                               || INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop
3192                               || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (insn))
3193                                   < INSN_LUID (insn))))))
3194               {
3195                 maybe_multiple = 1;
3196                 break;
3197               }
3198             }
3199         }
3200
3201       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we can't count
3202          on whether or how many times they will be executed during each
3203          iteration.  */
3204       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
3205          in strength_reduce.  */
3206       if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3207           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3208              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3209              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3210              will be executed if the loop is executed.  */
3211           && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
3212                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3213                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3214         not_every_iteration = 1;
3215
3216       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3217          be executed each iteration: logically, the loop begins here
3218          even though the exit code has been duplicated.  */
3219
3220       else if (GET_CODE (p) == NOTE
3221                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
3222         not_every_iteration = 0;
3223
3224       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3225          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3226          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3227          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3228
3229          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3230          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3231          will be executed each iteration.  This can also happen if we
3232          have just passed a jump, for example, when there are nested loops.  */
3233
3234       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3235           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3236         not_every_iteration = 0;
3237     }
3238
3239   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3240      Make a sanity check against n_times_set.  */
3241   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3242     {
3243       if (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3244           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3245           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3246           || n_times_set[bl->regno] != bl->biv_count
3247           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3248              move.  So leave it alone.  */
3249           || ! bl->incremented)
3250         {
3251           if (loop_dump_stream)
3252             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3253                      bl->regno,
3254                      (reg_iv_type[bl->regno] != BASIC_INDUCT
3255                       ? "not induction variable"
3256                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3257                          : "count error")));
3258           
3259           reg_iv_type[bl->regno] = NOT_BASIC_INDUCT;
3260           *backbl = bl->next;
3261         }
3262       else
3263         {
3264           backbl = &bl->next;
3265
3266           if (loop_dump_stream)
3267             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3268         }
3269     }
3270
3271   /* Exit if there are no bivs.  */
3272   if (! loop_iv_list)
3273     {
3274       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3275          strength reduction info available.  */
3276       if (flag_unroll_loops)
3277         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 0);
3278
3279       return;
3280     }
3281
3282   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3283      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3284
3285   call_seen = 0;
3286   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3287     {
3288       note_insn = p;
3289
3290       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3291         call_seen = 1;
3292
3293       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3294           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3295         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3296
3297       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3298          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3299          constants and registers and only certain of those.  */
3300       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3301           && JUMP_LABEL (p) != 0
3302           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3303           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3304           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3305           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3306           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3307           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3308           && bl->init_insn == 0)
3309         {
3310           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3311           if (GET_CODE (test) == NE)
3312             {
3313               bl->init_insn = p;
3314               bl->init_set = gen_rtx (SET, VOIDmode,
3315                                       XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3316             }
3317           else
3318             bl->initial_test = test;
3319         }
3320     }
3321
3322   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3323      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3324      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3325   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3326     {
3327       rtx src;
3328
3329       if (! bl->init_insn)
3330         continue;
3331
3332       src = SET_SRC (bl->init_set);
3333
3334       if (loop_dump_stream)
3335         fprintf (loop_dump_stream,
3336                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3337                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3338
3339       if (valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3340         {
3341           bl->initial_value = src;
3342
3343           if (loop_dump_stream)
3344             {
3345               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3346                 fprintf (loop_dump_stream, "%d\n", INTVAL (src));
3347               else
3348                 {
3349                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3350                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3351                 }
3352             }
3353         }
3354       else
3355         {
3356           /* Biv initial value is not simple move,
3357              so let it keep initial value of "itself".  */
3358
3359           if (loop_dump_stream)
3360             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
3361         }
3362     }
3363
3364   /* Search the loop for general induction variables.  */
3365
3366   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
3367      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
3368
3369   not_every_iteration = 0;
3370   p = scan_start;
3371   while (1)
3372     {
3373       p = NEXT_INSN (p);
3374       /* At end of a straight-in loop, we are done.
3375          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
3376       if (p == scan_start)
3377         break;
3378       if (p == end)
3379         {
3380           if (loop_top != 0)
3381             p = NEXT_INSN (loop_top);
3382           else
3383             break;
3384           if (p == scan_start)
3385             break;
3386         }
3387
3388       /* Look for a general induction variable in a register.  */
3389       if (GET_CODE (p) == INSN
3390           && (set = single_set (p))
3391           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3392           && ! may_not_optimize[REGNO (SET_DEST (set))])
3393         {
3394           rtx src_reg;
3395           rtx add_val;
3396           rtx mult_val;
3397           int benefit;
3398           rtx regnote = 0;
3399
3400           dest_reg = SET_DEST (set);
3401           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3402             continue;
3403
3404           if (/* SET_SRC is a giv.  */
3405               ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set),
3406                                                  &src_reg, &add_val,
3407                                                  &mult_val))
3408                /* Equivalent expression is a giv. */
3409                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0))
3410                    && (benefit = general_induction_var (XEXP (regnote, 0),
3411                                                         &src_reg,
3412                                                         &add_val, &mult_val))))
3413               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
3414                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
3415               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3416               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
3417               && dest_reg != src_reg
3418               /* This must be the only place where the register is set.  */
3419               && (n_times_set[REGNO (dest_reg)] == 1
3420                   /* or all sets must be consecutive and make a giv. */
3421                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
3422                                                  src_reg, dest_reg,
3423                                                  &add_val, &mult_val))))
3424             {
3425               int count;
3426               struct induction *v
3427                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3428               rtx temp;
3429
3430               /* If this is a library call, increase benefit.  */
3431               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
3432                 benefit += libcall_benefit (p);
3433
3434               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
3435               for (count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
3436                    count > 0; count--)
3437                 {
3438                   /* If first insn of libcall sequence, skip to end.
3439                      Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
3440                      be an insn here.  */
3441                   if (GET_CODE (p) != NOTE
3442                       && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
3443                     p = XEXP (temp, 0);
3444
3445                   do p = NEXT_INSN (p);
3446                   while (GET_CODE (p) == NOTE);
3447                 }
3448
3449               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
3450                           DEST_REG, not_every_iteration, 0, loop_start,
3451                           loop_end);
3452
3453             }
3454         }
3455
3456 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
3457       /* Look for givs which are memory addresses.  */
3458       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
3459          still does.  */
3460       if (GET_CODE (p) == INSN)
3461         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
3462                        loop_end);
3463 #endif
3464
3465       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
3466          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
3467       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3468         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3469         update_giv_derive (p);
3470
3471       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we can't count
3472          on whether or how many times they will be executed during each
3473          iteration.  */
3474       /* This code appears in three places, once in scan_loop, and twice
3475          in strength_reduce.  */
3476       if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
3477           /* If we enter the loop in the middle, and scan around
3478              to the beginning, don't set not_every_iteration for that.
3479              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3480              will be executed if the loop is executed.  */
3481           && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
3482                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3483                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3484         not_every_iteration = 1;
3485
3486       /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3487          be executed each iteration: logically, the loop begins here
3488          even though the exit code has been duplicated.  */
3489
3490       else if (GET_CODE (p) == NOTE
3491                && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP)
3492         not_every_iteration = 0;
3493
3494       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3495          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3496          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3497          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3498
3499          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3500          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3501          will be executed each iteration.  */
3502
3503       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3504           && no_labels_between_p (p, loop_end))
3505         not_every_iteration = 0;
3506     }
3507
3508   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
3509      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
3510      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
3511      fail if the iteration variable is a giv.  */
3512
3513   loop_n_iterations = loop_iterations (loop_start, loop_end);
3514
3515   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
3516      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
3517      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
3518      so that final_giv_value will work correctly.  */
3519
3520   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3521     {
3522       struct induction *v;
3523
3524       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3525         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
3526           check_final_value (v, loop_start, loop_end);
3527     }
3528
3529   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
3530      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
3531      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
3532   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start);
3533
3534   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.  */
3535   reg_map = (rtx *) alloca (max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3536   bzero ((char *) reg_map, max_reg_before_loop * sizeof (rtx));
3537
3538   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
3539      variable elimination.  */
3540
3541   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
3542     {
3543       struct induction *v;
3544       int benefit;
3545       int all_reduced;
3546       rtx final_value = 0;
3547
3548       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
3549          provided all givs are reduced.  This is possible if either
3550          the reg is not used outside the loop, or we can compute
3551          what its final value will be.
3552
3553          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
3554          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
3555          this biv.  */
3556
3557       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
3558          We aren't concerned with any uses of the biv between
3559          init_insn and loop_start since these won't be affected
3560          by the value of the biv elsewhere in the function, so
3561          long as init_insn doesn't use the biv itself.
3562          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
3563
3564       if ((uid_luid[regno_last_uid[bl->regno]] < INSN_LUID (loop_end)
3565            && bl->init_insn
3566            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
3567            && uid_luid[regno_first_uid[bl->regno]] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
3568 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3569            && ! bl->nonneg
3570 #endif
3571            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
3572           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end))
3573 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
3574               && ! bl->nonneg
3575 #endif
3576               ))
3577         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
3578                                               threshold, insn_count);
3579       else
3580         {
3581           if (loop_dump_stream)
3582             {
3583               fprintf (loop_dump_stream,
3584                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
3585                        bl->regno);
3586               fprintf (loop_dump_stream,
3587                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
3588                        regno_first_uid[bl->regno],
3589                        regno_last_uid[bl->regno]);
3590             }
3591         }
3592
3593       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
3594       combine_givs (bl);
3595
3596       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
3597          biv have been strength reduced.
3598          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
3599       all_reduced = 1;
3600
3601       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
3602          it.  Skip giv's combined with others.  */
3603       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3604         {
3605           struct induction *tv;
3606
3607           if (v->ignore || v->same)
3608             continue;
3609
3610           benefit = v->benefit;
3611
3612           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
3613              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
3614              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
3615              will often be marked non-replaceable because of the duplication
3616              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
3617              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
3618              a cost.  Similar situations exist.  */
3619           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
3620              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
3621              be necessary.  */
3622           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
3623               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
3624             benefit -= copy_cost;
3625
3626           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
3627              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
3628           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
3629
3630           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
3631              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
3632              This decision can be made independently for each giv.  */
3633
3634           /* ??? Perhaps attempt to guess whether autoincrement will handle
3635              some of the new add insns; if so, can increase BENEFIT
3636              (undo the subtraction of add_cost that was done above).  */
3637
3638           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
3639              flag, and clear all_reduced.  */
3640
3641           if (v->lifetime * threshold * benefit < insn_count)
3642             {
3643               if (loop_dump_stream)
3644                 fprintf (loop_dump_stream,
3645                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
3646                          INSN_UID (v->insn),
3647                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
3648               v->ignore = 1;
3649               all_reduced = 0;
3650             }
3651           else
3652             {
3653               /* Check that we can increment the reduced giv without a
3654                  multiply insn.  If not, reject it.  */
3655
3656               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3657                 if (tv->mult_val == const1_rtx
3658                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
3659                   {
3660                     if (loop_dump_stream)
3661                       fprintf (loop_dump_stream,
3662                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
3663                                INSN_UID (v->insn));
3664                     v->ignore = 1;
3665                     all_reduced = 0;
3666                     break;
3667                   }
3668             }
3669         }
3670
3671       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
3672
3673       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3674         {
3675           struct induction *tv;
3676           if (! v->ignore && v->same == 0)
3677             {
3678               v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
3679
3680               /* For each place where the biv is incremented,
3681                  add an insn to increment the new, reduced reg for the giv.  */
3682               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
3683                 {
3684                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
3685                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3686                                       v->new_reg, v->new_reg, tv->insn);
3687                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
3688                     /* A multiply is acceptable here
3689                        since this is presumed to be seldom executed.  */
3690                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
3691                                       v->add_val, v->new_reg, tv->insn);
3692                 }
3693
3694               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
3695
3696               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
3697                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
3698             }
3699         }
3700
3701       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
3702          as not reduced.
3703          
3704          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
3705          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
3706          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".
3707
3708          Also check for givs whose first use is their definition and whose
3709          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
3710          dead and should not be used to eliminate a biv.  */
3711       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3712         {
3713           if (v->same && v->same->ignore)
3714             v->ignore = 1;
3715
3716           if (v->ignore)
3717             continue;
3718
3719           if (v->giv_type == DEST_REG
3720               && regno_first_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v->insn))
3721             {
3722               struct induction *v1;
3723
3724               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
3725                 if (regno_last_uid[REGNO (v->dest_reg)] == INSN_UID (v1->insn))
3726                   v->maybe_dead = 1;
3727             }
3728
3729           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
3730              replaced.  */
3731           if (v->same)
3732             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
3733                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
3734
3735           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
3736             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
3737                this giv.  */
3738             *v->location = v->new_reg;
3739           else if (v->replaceable)
3740             {
3741               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
3742
3743 #if 0
3744               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
3745                  this is unnecessary now?  */
3746
3747               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
3748                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
3749
3750                  However, especially when unrolling loops, the special
3751                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
3752                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
3753                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
3754                  We can not delete the original insn, since it may be part
3755                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
3756                  libcalls will fail if it is deleted.  */
3757               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
3758                                v->insn);
3759 #endif
3760             }
3761           else
3762             {
3763               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
3764                  the reduced giv, same as above.  */
3765               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
3766                                v->insn);
3767             }
3768
3769           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
3770              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
3771              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
3772              not replaceable.  The correct final value is the same as the
3773              value that the giv starts the reversed loop with.  */
3774           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
3775             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
3776                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
3777           else if (v->final_value)
3778             {
3779               rtx insert_before;
3780
3781               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
3782                  loop to ensure that it will always be executed no matter
3783                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
3784                  since this is slightly more efficient.  */
3785               if (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3786                 insert_before = loop_start;
3787               else
3788                 insert_before = end_insert_before;
3789               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
3790                                 insert_before);
3791
3792 #if 0
3793               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
3794                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
3795                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
3796                  every insn in the libcall.  Note, however, that
3797                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
3798                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
3799                  matter that the original insn remains because it is dead
3800                  anyways.  */
3801               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
3802                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
3803               delete_insn (v->insn);
3804 #endif
3805             }
3806
3807           if (loop_dump_stream)
3808             {
3809               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
3810                        INSN_UID (v->insn));
3811               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
3812               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3813             }
3814         }
3815
3816       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
3817          merit it.  */
3818
3819       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
3820          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
3821          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
3822          combined with.
3823
3824          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
3825          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
3826          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
3827          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
3828          used from the simpler giv.  */
3829
3830       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
3831         if (! v->maybe_dead && v->same)
3832           v->same->maybe_dead = 0;
3833
3834       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
3835          This won't work if ! all_reduced,
3836          since the givs we planned to use might not have been reduced.
3837
3838          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
3839          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
3840          be used as a biv replacement.  
3841
3842          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
3843          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
3844          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a 
3845          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
3846          replace it with a comapare with a constant will fail.
3847
3848          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
3849          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
3850          doing so in the rare cases where it can occur.  */
3851
3852       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
3853           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
3854                                   threshold, insn_count))
3855
3856         {
3857           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
3858              or otherwise drop straight in, based on this test, then
3859              we might want to rewrite it also.  This way some later
3860              pass has more hope of removing the initialization of this
3861              biv entirely. */
3862
3863           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
3864              and we must emit an insn to set it just in case.
3865
3866              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
3867              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
3868              proper final value for such a biv here anyways. */
3869           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
3870             {
3871               rtx insert_before;
3872
3873               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
3874                  loop to ensure that it will always be executed no matter
3875                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
3876                  loop, since this is slightly more efficient.  */
3877               if (loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
3878                 insert_before = loop_start;
3879               else
3880                 insert_before = end_insert_before;
3881
3882               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
3883                                 end_insert_before);
3884             }
3885
3886 #if 0
3887           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
3888              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
3889              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
3890           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
3891              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
3892              will only succeed when there are multiple exits if the biv
3893              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
3894              insn remains, because it is dead anyways.  */
3895           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
3896             delete_insn (v->insn);
3897 #endif
3898
3899           if (loop_dump_stream)
3900             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
3901                      bl->regno);
3902         }
3903     }
3904
3905   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
3906      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
3907
3908   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
3909     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3910         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3911       {
3912         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
3913         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, max_reg_before_loop, 0);
3914       }
3915
3916   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
3917      induction variable information that strength_reduce has already
3918      collected.  */
3919   
3920   if (flag_unroll_loops)
3921     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before, 1);
3922
3923   if (loop_dump_stream)
3924     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3925 }
3926 \f
3927 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
3928    compared against in an initial test).
3929
3930    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
3931    the current insn and the start of the loop.
3932
3933    INSN is the insn containing X.  */
3934
3935 static int
3936 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
3937      rtx x;
3938      rtx insn;
3939      int call_seen;
3940      rtx loop_start;
3941 {
3942   if (CONSTANT_P (x))
3943     return 1;
3944
3945   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
3946      we know.  */
3947   if (GET_CODE (x) != REG
3948       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
3949     return 0;
3950
3951   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
3952      some machines, don't use any hard registers at all.  */
3953   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
3954 #ifndef SMALL_REGISTER_CLASSES
3955       && call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen
3956 #endif
3957       )
3958     return 0;
3959
3960   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
3961      loop.  */
3962   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
3963     return 0;
3964
3965   return 1;
3966 }
3967 \f
3968 /* Scan X for memory refs and check each memory address
3969    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
3970    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
3971    every loop iteration.  */
3972
3973 static void
3974 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
3975      rtx x;
3976      rtx insn;
3977      int not_every_iteration;
3978      rtx loop_start, loop_end;
3979 {
3980   register int i, j;
3981   register enum rtx_code code;
3982   register char *fmt;
3983
3984   if (x == 0)
3985     return;
3986
3987   code = GET_CODE (x);
3988   switch (code)
3989     {
3990     case REG:
3991     case CONST_INT:
3992     case CONST:
3993     case CONST_DOUBLE:
3994     case SYMBOL_REF:
3995     case LABEL_REF:
3996     case PC:
3997     case CC0:
3998     case ADDR_VEC:
3999     case ADDR_DIFF_VEC:
4000     case USE:
4001     case CLOBBER:
4002       return;
4003
4004     case MEM:
4005       {
4006         rtx src_reg;
4007         rtx add_val;
4008         rtx mult_val;
4009         int benefit;
4010
4011         benefit = general_induction_var (XEXP (x, 0),
4012                                          &src_reg, &add_val, &mult_val);
4013
4014         /* Don't make a DEST_ADDR giv with mult_val == 1 && add_val == 0.
4015            Such a giv isn't useful.  */
4016         if (benefit > 0 && (mult_val != const1_rtx || add_val != const0_rtx))
4017           {
4018             /* Found one; record it.  */
4019             struct induction *v
4020               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
4021
4022             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
4023                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
4024                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
4025
4026             v->mem_mode = GET_MODE (x);
4027           }
4028         return;
4029       }
4030     }
4031
4032   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
4033
4034   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
4035   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
4036     if (fmt[i] == 'e')
4037       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
4038                      loop_end);
4039     else if (fmt[i] == 'E')
4040       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
4041         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
4042                        loop_start, loop_end);
4043 }
4044 \f
4045 /* Fill in the data about one biv update.
4046    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
4047    allocated by the caller, with alloca.)
4048    INSN is the insn that sets it.
4049    DEST_REG is the biv's reg.
4050
4051    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
4052    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
4053    being set to INC_VAL.
4054
4055    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
4056    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
4057    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
4058    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
4059    executed exactly once per iteration.  */
4060
4061 static void
4062 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val,
4063             not_every_iteration, maybe_multiple)
4064      struct induction *v;
4065      rtx insn;
4066      rtx dest_reg;
4067      rtx inc_val;
4068      rtx mult_val;
4069      int not_every_iteration;
4070      int maybe_multiple;
4071 {
4072   struct iv_class *bl;
4073
4074   v->insn = insn;
4075   v->src_reg = dest_reg;
4076   v->dest_reg = dest_reg;
4077   v->mult_val = mult_val;
4078   v->add_val = inc_val;
4079   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
4080   v->always_computable = ! not_every_iteration;
4081   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
4082
4083   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
4084      if this is the first incrementation of the reg.  */
4085
4086   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
4087   if (bl == 0)
4088     {
4089       /* Create and initialize new iv_class.  */
4090
4091       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
4092
4093       bl->regno = REGNO (dest_reg);
4094       bl->biv = 0;
4095       bl->giv = 0;
4096       bl->biv_count = 0;
4097       bl->giv_count = 0;
4098
4099       /* Set initial value to the reg itself.  */
4100       bl->initial_value = dest_reg;
4101       /* We haven't seen the intializing insn yet */
4102       bl->init_insn = 0;
4103       bl->init_set = 0;
4104       bl->initial_test = 0;
4105       bl->incremented = 0;
4106       bl->eliminable = 0;
4107       bl->nonneg = 0;
4108       bl->reversed = 0;
4109
4110       /* Add this class to loop_iv_list.  */
4111       bl->next = loop_iv_list;
4112       loop_iv_list = bl;
4113
4114       /* Put it in the array of biv register classes.  */
4115       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
4116     }
4117
4118   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
4119   v->next_iv = bl->biv;
4120   bl->biv = v;
4121   bl->biv_count++;
4122   if (mult_val == const1_rtx)
4123     bl->incremented = 1;
4124
4125   if (loop_dump_stream)
4126     {
4127       fprintf (loop_dump_stream,
4128                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
4129                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4130       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
4131         fprintf (loop_dump_stream, " const = %d\n",
4132                  INTVAL (inc_val));
4133       else
4134         {
4135           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
4136           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
4137           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4138         }
4139     }
4140 }
4141 \f
4142 /* Fill in the data about one giv.
4143    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
4144    allocated by the caller, with alloca.)
4145    INSN is the insn that sets it.
4146    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
4147    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
4148    into a register or is used as a memory address.
4149
4150    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
4151    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
4152    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
4153    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
4154
4155 static void
4156 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4157             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
4158      struct induction *v;
4159      rtx insn;
4160      rtx src_reg;
4161      rtx dest_reg;
4162      rtx mult_val, add_val;
4163      int benefit;
4164      enum g_types type;
4165      int not_every_iteration;
4166      rtx *location;
4167      rtx loop_start, loop_end;
4168 {
4169   struct induction *b;
4170   struct iv_class *bl;
4171   rtx set = single_set (insn);
4172   rtx p;
4173
4174   v->insn = insn;
4175   v->src_reg = src_reg;
4176   v->giv_type = type;
4177   v->dest_reg = dest_reg;
4178   v->mult_val = mult_val;
4179   v->add_val = add_val;
4180   v->benefit = benefit;
4181   v->location = location;
4182   v->cant_derive = 0;
4183   v->combined_with = 0;
4184   v->maybe_multiple = 0;
4185   v->maybe_dead = 0;
4186   v->derive_adjustment = 0;
4187   v->same = 0;
4188   v->ignore = 0;
4189   v->new_reg = 0;
4190   v->final_value = 0;
4191
4192   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
4193      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
4194      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
4195      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
4196      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
4197      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
4198      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
4199
4200   if (type == DEST_ADDR)
4201     v->always_computable = 1;
4202   else
4203     v->always_computable = ! not_every_iteration;
4204
4205   if (type == DEST_ADDR)
4206     {
4207       v->mode = GET_MODE (*location);
4208       v->lifetime = 1;
4209       v->times_used = 1;
4210     }
4211   else /* type == DEST_REG */
4212     {
4213       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
4214
4215       v->lifetime = (uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]
4216                      - uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]);
4217
4218       v->times_used = n_times_used[REGNO (dest_reg)];
4219
4220       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
4221          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
4222          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated. */
4223       if (v->lifetime == 0)
4224         v->ignore = 1;
4225
4226       reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
4227       reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
4228     }
4229
4230   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
4231
4232   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
4233   if (bl)
4234     {
4235       v->next_iv = bl->giv;
4236       bl->giv = v;
4237       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
4238          insns that calculate givs.  */
4239       if (type == DEST_REG)
4240         bl->giv_count++;
4241       bl->total_benefit += benefit;
4242     }
4243   else
4244     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
4245     abort ();
4246
4247   if (type == DEST_ADDR)
4248     v->replaceable = 1;
4249   else
4250     {
4251       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4252          of the following conditions are true:
4253          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4254            on which the giv is used at all
4255            (there are two ways to deduce this:
4256             either the insn is executed on every iteration,
4257             or all uses follow that insn in the same basic block),
4258          - the giv is not used outside the loop
4259          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4260
4261       if (regno_first_uid[REGNO (dest_reg)] == INSN_UID (insn)
4262           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
4263           && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]] < INSN_LUID (loop_end)
4264           && (! not_every_iteration
4265               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
4266         {
4267           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
4268              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
4269
4270           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
4271              and last use of the giv.
4272              
4273              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
4274              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
4275              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
4276              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
4277              useful as a biv, because it is used in two different loops.
4278              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
4279              using this biv anyways.  */
4280
4281           v->replaceable = 1;
4282           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
4283             {
4284               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
4285                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4286                        >= uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]])
4287                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
4288                           <= uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]])))
4289                 {
4290                   v->replaceable = 0;
4291                   v->not_replaceable = 1;
4292                   break;
4293                 }
4294             }
4295
4296           /* Check each insn between the first and last use of the giv,
4297              and fail if any of them are branches that jump to a named label
4298              outside this range, but still inside the loop.  This catches
4299              cases of spaghetti code where the execution order of insns
4300              is not linear, and hence the above test fails.  For example,
4301              in the following code, j is not replaceable:
4302              for (i = 0; i < 100; )      {
4303              L0:        j = 4*i; goto L1;
4304              L2:        k = j;   goto L3;
4305              L1:        i++;     goto L2;
4306              L3:        ;        }
4307              printf ("k = %d\n", k); }
4308              This test is conservative, but this test succeeds rarely enough
4309              that it isn't a problem.  See also check_final_value below.  */
4310
4311           if (v->replaceable)
4312             for (p = insn;
4313                  INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
4314                  || INSN_LUID (p) < uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]];
4315                  p = NEXT_INSN (p))
4316               {
4317                 if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4318                     && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4319                     && ((INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start)
4320                          && (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p))
4321                              < uid_luid[regno_first_uid[REGNO (dest_reg)]]))
4322                         || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end)
4323                             && (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p))
4324                                 > uid_luid[regno_last_uid[REGNO (dest_reg)]]))))
4325                   {
4326                     v->replaceable = 0;
4327                     v->not_replaceable = 1;
4328
4329                     if (loop_dump_stream)
4330                       fprintf (loop_dump_stream,
4331                                "Found branch outside giv lifetime.\n");
4332
4333                     break;
4334                   }
4335               }
4336         }
4337       else
4338         {
4339           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
4340              decide.  */
4341           v->replaceable = 0;
4342           v->not_replaceable = 0;
4343         }
4344     }
4345
4346   if (loop_dump_stream)
4347     {
4348       if (type == DEST_REG)
4349         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
4350                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
4351       else
4352         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
4353                  INSN_UID (insn));
4354
4355       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
4356                REGNO (src_reg), v->benefit);
4357       fprintf (loop_dump_stream, " used %d lifetime %d",
4358                v->times_used, v->lifetime);
4359
4360       if (v->replaceable)
4361         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
4362
4363       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
4364         fprintf (loop_dump_stream, " mult %d",
4365                  INTVAL (mult_val));
4366       else
4367         {
4368           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
4369           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
4370         }
4371
4372       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
4373         fprintf (loop_dump_stream, " add %d",
4374                  INTVAL (add_val));
4375       else
4376         {
4377           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
4378           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
4379         }
4380     }
4381
4382   if (loop_dump_stream)
4383     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4384
4385 }
4386
4387
4388 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
4389    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
4390    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
4391    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
4392    have been identified.  */
4393
4394 static void
4395 check_final_value (v, loop_start, loop_end)
4396      struct induction *v;
4397      rtx loop_start, loop_end;
4398 {
4399   struct iv_class *bl;
4400   rtx final_value = 0;
4401   rtx tem;
4402
4403   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
4404
4405   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
4406      replaceable above in record_giv.  */
4407
4408   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
4409      of the following conditions are true:
4410      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
4411        on which the giv is used at all
4412        (there are two ways to deduce this:
4413         either the insn is executed on every iteration,
4414         or all uses follow that insn in the same basic block),
4415      - its final value can be calculated (this condition is different
4416        than the one above in record_giv)
4417      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
4418
4419 #if 0
4420   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
4421   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
4422   v->replaceable = 0;
4423 #endif
4424
4425   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end))
4426       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
4427     {
4428       int biv_increment_seen = 0;
4429       rtx p = v->insn;
4430       rtx last_giv_use;
4431
4432       v->replaceable = 1;
4433
4434       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
4435          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
4436          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
4437          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
4438
4439       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
4440          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
4441          that sets the giv, and search around the loop until we come
4442          back to that insn again.
4443
4444          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
4445          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
4446          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
4447          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
4448          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
4449          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
4450          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
4451
4452       last_giv_use = v->insn;
4453
4454       while (1)
4455         {
4456           p = NEXT_INSN (p);
4457           if (p == loop_end)
4458             p = NEXT_INSN (loop_start);
4459           if (p == v->insn)
4460             break;
4461
4462           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4463               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
4464             {
4465               if (biv_increment_seen)
4466                 {
4467                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4468                     {
4469                       v->replaceable = 0;
4470                       v->not_replaceable = 1;
4471                       break;
4472                     }
4473                 }
4474               else if (GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
4475                        && SET_DEST (PATTERN (p)) == v->src_reg)
4476                 biv_increment_seen = 1;
4477               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
4478                 last_giv_use = p;
4479             }
4480         }
4481       
4482       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
4483          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
4484          replaceable.  */
4485
4486       if (v->replaceable)
4487         {
4488           p = v->insn;
4489           while (1)
4490             {
4491               p = NEXT_INSN (p);
4492               if (p == loop_end)
4493                 p = NEXT_INSN (loop_start);
4494               if (p == last_giv_use)
4495                 break;
4496
4497               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
4498                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
4499                   && ((INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (v->insn)
4500                        && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (loop_start))
4501                       || (INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) > INSN_LUID (last_giv_use)
4502                           && INSN_LUID (JUMP_LABEL (p)) < INSN_LUID (loop_end))))
4503                 {
4504                   v->replaceable = 0;
4505                   v->not_replaceable = 1;
4506
4507                   if (loop_dump_stream)
4508                     fprintf (loop_dump_stream,
4509                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
4510
4511                   break;
4512                 }
4513             }
4514         }
4515
4516       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
4517       if (v->replaceable)
4518         v->final_value = final_value;
4519     }
4520
4521   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
4522     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
4523              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
4524 }
4525 \f
4526 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
4527
4528    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
4529    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
4530    another giv.
4531
4532    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
4533    derive another giv once a label has been passed.
4534
4535    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
4536
4537 static void
4538 update_giv_derive (p)
4539      rtx p;
4540 {
4541   struct iv_class *bl;
4542   struct induction *biv, *giv;
4543   rtx tem;
4544   int dummy;
4545
4546   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
4547
4548      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
4549      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
4550      derive any givs after a label is passed.
4551
4552      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
4553      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
4554      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
4555      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
4556      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
4557      sub-cases within this case.
4558
4559      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
4560      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
4561      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
4562      this extra tracking doesn't seem worth it).
4563
4564      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
4565      executed multiple times.  We are actually only concerned about
4566      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
4567      on the jump again here.
4568
4569      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
4570      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
4571      the giv cannot derive further givs.  */
4572
4573   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4574     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
4575       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4576           || biv->insn == p)
4577         {
4578           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
4579             {
4580               /* If cant_derive is already true, there is no point in
4581                  checking all of these conditions again.  */
4582               if (giv->cant_derive)
4583                 continue;
4584
4585               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
4586                  it cannot derive anything.  */
4587               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
4588                 giv->cant_derive = 1;
4589
4590               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
4591                  they are really invariants.  Also skip those that are
4592                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
4593                  any biv update.  */
4594               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
4595                 continue;
4596
4597               /* The only way we can allow this giv to derive another
4598                  is if this is a biv increment and we can form the product
4599                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
4600                  be able to compute a compensation.  */
4601               else if (biv->insn == p)
4602                 {
4603                   tem = 0;
4604
4605                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
4606                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, giv->mode,
4607                                                       biv->add_val,
4608                                                       giv->mult_val),
4609                                              &dummy);
4610
4611                   if (tem && giv->derive_adjustment)
4612                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, giv->mode, tem,
4613                                                       giv->derive_adjustment),
4614                                              &dummy);
4615                   if (tem)
4616                     giv->derive_adjustment = tem;
4617                   else
4618                     giv->cant_derive = 1;
4619                 }
4620               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
4621                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
4622                 giv->cant_derive = 1;
4623             }
4624         }
4625 }
4626 \f
4627 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
4628    X is the source of the insn.
4629    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
4630    We accept patterns of these forms:
4631      REG = REG + INVARIANT
4632      REG = INVARIANT + REG
4633      REG = REG - CONSTANT
4634
4635    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
4636    and store the additive term into *INC_VAL.
4637
4638    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
4639    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
4640
4641    Otherwise we return 0.  */
4642
4643 static int
4644 basic_induction_var (x, dest_reg, inc_val, mult_val)
4645      register rtx x;
4646      rtx dest_reg;
4647      rtx *inc_val;
4648      rtx *mult_val;
4649 {
4650   register enum rtx_code code;
4651   rtx arg;
4652
4653   code = GET_CODE (x);
4654   switch (code)
4655     {
4656     case PLUS:
4657       if (XEXP (x, 0) == dest_reg)
4658         arg = XEXP (x, 1);
4659       else if (XEXP (x, 1) == dest_reg)
4660         arg = XEXP (x, 0);
4661       else
4662         return 0;
4663
4664       if (invariant_p (arg) != 1)
4665         return 0;
4666
4667       *inc_val = arg;
4668       *mult_val = const1_rtx;
4669       return 1;
4670
4671     case MINUS:
4672       if (XEXP (x, 0) == dest_reg
4673           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
4674         *inc_val = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
4675                             - INTVAL (XEXP (x, 1)));
4676       else
4677         return 0;
4678
4679       *mult_val = const1_rtx;
4680       return 1;
4681
4682       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
4683          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
4684          as a biv of the outer loop,
4685          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
4686     case MEM:
4687     case REG:
4688       if (invariant_p (x) != 1)
4689         return 0;
4690     case CONST_INT:
4691     case SYMBOL_REF:
4692     case CONST:
4693       if (loops_enclosed == 1)
4694         {
4695           *inc_val = x;
4696           *mult_val = const0_rtx;
4697           return 1;
4698         }
4699       else
4700         return 0;
4701
4702     default:
4703       return 0;
4704     }
4705 }
4706 \f
4707 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
4708    function   of a basic induction variable,
4709    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
4710    The coefficients can be any loop invariant quantity.
4711    A giv need not be computed directly from the biv;
4712    it can be computed by way of other givs.  */
4713
4714 /* Determine whether X computes a giv.
4715    If it does, return a nonzero value
4716      which is the benefit from eliminating the computation of X;
4717    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
4718    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
4719      such that the value of X is biv * mult + add;  */
4720
4721 static int
4722 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val)
4723      rtx x;
4724      rtx *src_reg;
4725      rtx *add_val;
4726      rtx *mult_val;
4727 {
4728   rtx orig_x = x;
4729   int benefit = 0;
4730   char *storage;
4731
4732   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
4733   if (invariant_p (x) == 1)
4734     return 0;
4735
4736   /* See if the expression could be a giv and get its form.
4737      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
4738   storage = (char *) oballoc (0);
4739   x = simplify_giv_expr (x, &benefit);
4740   if (x == 0)
4741     {
4742       obfree (storage);
4743       return 0;
4744     }
4745
4746   switch (GET_CODE (x))
4747     {
4748     case USE:
4749     case CONST_INT:
4750       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
4751          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
4752          with.  */
4753       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
4754       *mult_val = const0_rtx;
4755       *add_val = x;
4756       break;
4757
4758     case REG:
4759       /* This is equivalent to a BIV.  */
4760       *src_reg = x;
4761       *mult_val = const1_rtx;
4762       *add_val = const0_rtx;
4763       break;
4764
4765     case PLUS:
4766       /* Either (plus (biv) (invar)) or
4767          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
4768       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
4769         {
4770           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
4771           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
4772         }
4773       else
4774         {
4775           *src_reg = XEXP (x, 0);
4776           *mult_val = const1_rtx;
4777         }
4778       *add_val = XEXP (x, 1);
4779       break;
4780
4781     case MULT:
4782       /* ADD_VAL is zero.  */
4783       *src_reg = XEXP (x, 0);
4784       *mult_val = XEXP (x, 1);
4785       *add_val = const0_rtx;
4786       break;
4787
4788     default:
4789       abort ();
4790     }
4791
4792   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
4793      unless they are CONST_INT).  */
4794   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
4795     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
4796   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
4797     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
4798
4799   benefit += rtx_cost (orig_x, SET);
4800
4801   /* Always return some benefit if this is a giv so it will be detected
4802      as such.  This allows elimination of bivs that might otherwise
4803      not be eliminated.  */
4804   return benefit == 0 ? 1 : benefit;
4805 }
4806 \f
4807 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
4808    We will canonicalize it to be of the form
4809         (plus (mult (BIV) (invar_1))
4810               (invar_2))
4811    with possibile degeneracies.
4812
4813    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
4814    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
4815    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
4816    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
4817
4818    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
4819    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
4820    returns 0.
4821
4822    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
4823    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.  
4824
4825    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
4826
4827 static rtx
4828 simplify_giv_expr (x, benefit)
4829      rtx x;
4830      int *benefit;
4831 {
4832   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
4833   rtx arg0, arg1;
4834   rtx tem;
4835
4836   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
4837      mode, this can't be a giv.  */
4838   if (mode != VOIDmode
4839       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
4840           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_INT))
4841     return 0;
4842
4843   switch (GET_CODE (x))
4844     {
4845     case PLUS:
4846       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
4847       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
4848       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
4849         return 0;
4850
4851       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
4852       if ((GET_CODE (arg0) == USE
4853            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
4854           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4855         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4856
4857       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
4858       if (arg1 == const0_rtx)
4859         return arg0;
4860       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
4861         switch (GET_CODE (arg0))
4862           {
4863           case CONST_INT:
4864           case USE:
4865             /* Both invariant.  Only valid if sum is machine operand.
4866                First strip off possible USE on first operand.  */
4867             if (GET_CODE (arg0) == USE)
4868               arg0 = XEXP (arg0, 0);
4869
4870             tem = 0;
4871             if (CONSTANT_P (arg0) && GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
4872               {
4873                 tem = plus_constant (arg0, INTVAL (arg1));
4874                 if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
4875                   tem = gen_rtx (USE, mode, tem);
4876               }
4877
4878             return tem;
4879
4880           case REG:
4881           case MULT:
4882             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
4883             return gen_rtx (PLUS, mode, arg0, arg1);
4884
4885           case PLUS:
4886             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
4887             return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4888                                                XEXP (arg0, 0),
4889                                                gen_rtx (PLUS, mode,
4890                                                         XEXP (arg0, 1), arg1)),
4891                                       benefit);
4892
4893           default:
4894             abort ();
4895           }
4896
4897       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
4898          MULT to reduce cases.  */
4899       if (GET_CODE (arg0) == REG)
4900         arg0 = gen_rtx (MULT, mode, arg0, const1_rtx);
4901       if (GET_CODE (arg1) == REG)
4902         arg1 = gen_rtx (MULT, mode, arg1, const1_rtx);
4903
4904       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
4905          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
4906          Recurse to associate the second PLUS.  */
4907       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
4908         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4909
4910       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
4911           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4912                                              gen_rtx (PLUS, mode,
4913                                                       arg0, XEXP (arg1, 0)),
4914                                              XEXP (arg1, 1)),
4915                                     benefit);
4916
4917       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
4918       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
4919         abort ();
4920
4921       if (XEXP (arg0, 0) != XEXP (arg1, 0))
4922         return 0;
4923
4924       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4925                                          XEXP (arg0, 0),
4926                                          gen_rtx (PLUS, mode,
4927                                                   XEXP (arg0, 1),
4928                                                   XEXP (arg1, 1))),
4929                                 benefit);
4930
4931     case MINUS:
4932       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)". */
4933       return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4934                                          XEXP (x, 0),
4935                                          gen_rtx (MULT, mode,
4936                                                   XEXP (x, 1),
4937                                                   gen_rtx (CONST_INT,
4938                                                            VOIDmode, -1))),
4939                                 benefit);
4940
4941     case MULT:
4942       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
4943       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
4944       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
4945         return 0;
4946
4947       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
4948       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
4949           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4950         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
4951
4952       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
4953       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
4954         return 0;
4955
4956       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
4957       if (arg1 == const0_rtx)
4958         return const0_rtx;
4959
4960       else if (arg1 == const1_rtx)
4961         return arg0;
4962
4963       switch (GET_CODE (arg0))
4964         {
4965         case REG:
4966           /* biv * invar.  Done.  */
4967           return gen_rtx (MULT, mode, arg0, arg1);
4968
4969         case CONST_INT:
4970           /* Product of two constants.  */
4971           return gen_rtx (CONST_INT, mode, INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
4972
4973         case USE:
4974           /* invar * invar.  Not giv. */
4975           return 0;
4976
4977         case MULT:
4978           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
4979           return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
4980                                              XEXP (arg0, 0),
4981                                              gen_rtx (MULT, mode,
4982                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
4983                                     benefit);
4984
4985         case PLUS:
4986           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
4987           return simplify_giv_expr (gen_rtx (PLUS, mode,
4988                                              gen_rtx (MULT, mode,
4989                                                       XEXP (arg0, 0), arg1),
4990                                              gen_rtx (MULT, mode,
4991                                                       XEXP (arg0, 1), arg1)),
4992                                     benefit);
4993
4994         default:
4995           abort ();
4996         }
4997
4998     case ASHIFT:
4999     case LSHIFT:
5000       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
5001       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
5002         return 0;
5003
5004       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5005                                          XEXP (x, 0),
5006                                          gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5007                                                   1 << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
5008                                 benefit);
5009
5010     case NEG:
5011       /* "-a" is "a * (-1)" */
5012       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MULT, mode,
5013                                          XEXP (x, 0),
5014                                          gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, -1)),
5015                                 benefit);
5016
5017     case NOT:
5018       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
5019       return simplify_giv_expr (gen_rtx (MINUS, mode,
5020                                          gen_rtx (NEG, mode, XEXP (x, 0)),
5021                                          const1_rtx),
5022                                 benefit);
5023
5024     case USE:
5025       /* Already in proper form for invariant.  */
5026       return x;
5027
5028     case REG:
5029       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
5030       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5031         return 0;
5032
5033       /* Check for biv or giv.  */
5034       switch (reg_iv_type[REGNO (x)])
5035         {
5036         case BASIC_INDUCT:
5037           return x;
5038         case GENERAL_INDUCT:
5039           {
5040             struct induction *v = reg_iv_info[REGNO (x)];
5041
5042             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
5043                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
5044             *benefit += v->benefit;
5045             if (v->cant_derive)
5046               return 0;
5047
5048             tem = gen_rtx (PLUS, mode, gen_rtx (MULT, mode,
5049                                                 v->src_reg, v->mult_val),
5050                            v->add_val);
5051             if (v->derive_adjustment)
5052               tem = gen_rtx (MINUS, mode, tem, v->derive_adjustment);
5053             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
5054           }
5055         }
5056
5057       /* Fall through to general case.  */
5058     default:
5059       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
5060          Otherwise, not giv.  */
5061       if (GET_CODE (x) == USE)
5062         x = XEXP (x, 0);
5063
5064       if (invariant_p (x) == 1)
5065         {
5066           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
5067             return x;
5068           else
5069             return gen_rtx (USE, mode, x);
5070         }
5071       else
5072         return 0;
5073     }
5074 }
5075 \f
5076 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
5077    for example,
5078       giv = biv * M
5079       giv = giv + A
5080    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
5081    we check that all other insns that set the same register follow
5082    immediately after P, that they alter nothing else,
5083    and that the result of the last is still a giv.
5084
5085    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
5086    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
5087    all the consecutive insns that compute the value.
5088
5089    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
5090    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
5091
5092    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
5093    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
5094
5095 static int
5096 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
5097                  add_val, mult_val)
5098      int first_benefit;
5099      rtx p;
5100      rtx src_reg;
5101      rtx dest_reg;
5102      rtx *add_val;
5103      rtx *mult_val;
5104 {
5105   int count;
5106   enum rtx_code code;
5107   int benefit;
5108   rtx temp;
5109   rtx set;
5110
5111   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
5112      each insn of the multi-insn sequence. 
5113
5114      This induction structure will be used only by the call to
5115      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
5116      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
5117      a new induction structure.  */
5118   struct induction *v
5119     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
5120   v->src_reg = src_reg;
5121   v->mult_val = *mult_val;
5122   v->add_val = *add_val;
5123   v->benefit = first_benefit;
5124   v->cant_derive = 0;
5125   v->derive_adjustment = 0;
5126
5127   reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = GENERAL_INDUCT;
5128   reg_iv_info[REGNO (dest_reg)] = v;
5129
5130   count = n_times_set[REGNO (dest_reg)] - 1;
5131
5132   while (count > 0)
5133     {
5134       p = NEXT_INSN (p);
5135       code = GET_CODE (p);
5136
5137       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
5138       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, 0)))
5139         p = XEXP (temp, 0);
5140
5141       if (code == INSN
5142           && (set = single_set (p))
5143           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5144           && SET_DEST (set) == dest_reg
5145           && ((benefit = general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
5146                                                 add_val, mult_val))
5147               /* Giv created by equivalent expression.  */
5148               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, 0))
5149                   && (benefit = general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
5150                                                        add_val, mult_val))))
5151           && src_reg == v->src_reg)
5152         {
5153           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, 0))
5154             benefit += libcall_benefit (p);
5155
5156           count--;
5157           v->mult_val = *mult_val;
5158           v->add_val = *add_val;
5159           v->benefit = benefit;
5160         }
5161       else if (code != NOTE)
5162         {
5163           /* Allow insns that set something other than this giv to a
5164              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
5165              include long constants and should not disqualify a giv.  */
5166           if (code == INSN
5167               && (set = single_set (p))
5168               && SET_DEST (set) != dest_reg
5169               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
5170             continue;
5171
5172           reg_iv_type[REGNO (dest_reg)] = UNKNOWN_INDUCT;
5173           return 0;
5174         }
5175     }
5176
5177   return v->benefit;
5178 }
5179 \f
5180 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
5181    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
5182    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned. 
5183
5184    To perform the computation, we note that
5185         G1 = a * v + b          and
5186         G2 = c * v + d
5187    where `v' is the biv.
5188
5189    So G2 = (c/a) * G1 + (d - b*c/a)  */
5190
5191 #ifdef ADDRESS_COST
5192 static rtx
5193 express_from (g1, g2)
5194      struct induction *g1, *g2;
5195 {
5196   rtx mult, add;
5197
5198   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
5199      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
5200      for notation) is also an integer.  */
5201   if (GET_CODE (g1->mult_val) != CONST_INT
5202       || GET_CODE (g2->mult_val) != CONST_INT
5203       || GET_CODE (g1->add_val) != CONST_INT
5204       || g1->mult_val == const0_rtx
5205       || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
5206     return 0;
5207
5208   mult = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5209                   INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
5210   add = plus_constant (g2->add_val, - INTVAL (g1->add_val) * INTVAL (mult));
5211
5212   /* Form simplified final result.  */
5213   if (mult == const0_rtx)
5214     return add;
5215   else if (mult == const1_rtx)
5216     mult = g1->dest_reg;
5217   else
5218     mult = gen_rtx (MULT, g2->mode, g1->dest_reg, mult);
5219
5220   if (add == const0_rtx)
5221     return mult;
5222   else
5223     return gen_rtx (PLUS, g2->mode, mult, add);
5224 }
5225 #endif
5226 \f
5227 /* Return 1 if giv G2 can be combined with G1.  This means that G2 can use
5228    (either directly or via an address expression) a register used to represent
5229    G1.  Set g2->new_reg to a represtation of G1 (normally just
5230    g1->dest_reg).  */
5231
5232 static int
5233 combine_givs_p (g1, g2)
5234      struct induction *g1, *g2;
5235 {
5236   rtx tem;
5237
5238   /* If these givs are identical, they can be combined.  */
5239   if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val)
5240       && rtx_equal_p (g1->add_val, g2->add_val))
5241     {
5242       g2->new_reg = g1->dest_reg;
5243       return 1;
5244     }
5245
5246 #ifdef ADDRESS_COST
5247   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
5248      as an address and no more expensive than using a register for G2,
5249      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
5250   if (g2->giv_type == DEST_ADDR
5251       && (tem = express_from (g1, g2)) != 0
5252       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
5253       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location))
5254     {
5255       g2->new_reg = tem;
5256       return 1;
5257     }
5258 #endif
5259
5260   return 0;
5261 }
5262 \f
5263 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
5264    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
5265    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
5266    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
5267
5268 static void
5269 combine_givs (bl)
5270      struct iv_class *bl;
5271 {
5272   struct induction *g1, *g2;
5273   int pass;
5274
5275   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
5276     for (pass = 0; pass <= 1; pass++)
5277       for (g2 = bl->giv; g2; g2 = g2->next_iv)
5278         if (g1 != g2
5279             /* First try to combine with replaceable givs, then all givs. */
5280             && (g1->replaceable || pass == 1)
5281             /* If either has already been combined or is to be ignored, can't
5282                combine.  */
5283             && ! g1->ignore && ! g2->ignore && ! g1->same && ! g2->same
5284             /* If something has been based on G2, G2 cannot itself be based
5285                on something else.  */
5286             && ! g2->combined_with
5287             && combine_givs_p (g1, g2))
5288           {
5289             /* g2->new_reg set by `combine_givs_p'  */
5290             g2->same = g1;
5291             g1->combined_with = 1;
5292             g1->benefit += g2->benefit;
5293             /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
5294                of finding replaceable giv's, and hence this code may no
5295                longer be necessary.  */
5296             if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
5297               g1->benefit -= copy_cost;
5298             g1->lifetime += g2->lifetime;
5299             g1->times_used += g2->times_used;
5300
5301             if (loop_dump_stream)
5302               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d combined with giv at %d\n",
5303                        INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
5304           }
5305 }
5306 \f
5307 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
5308
5309 void
5310 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
5311      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
5312      rtx m;          /* multiplicative constant */
5313      rtx a;          /* additive constant */
5314      rtx reg;        /* destination register */
5315      rtx insert_before;
5316 {
5317   rtx seq;
5318   rtx result;
5319
5320   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
5321   a = copy_rtx (a);
5322   b = copy_rtx (b);
5323
5324   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code. */
5325   update_reg_last_use (a, insert_before);
5326   update_reg_last_use (b, insert_before);
5327   update_reg_last_use (m, insert_before);
5328
5329   start_sequence ();
5330   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
5331   if (reg != result)
5332     emit_move_insn (reg, result);
5333   seq = gen_sequence ();
5334   end_sequence ();
5335
5336   emit_insn_before (seq, insert_before);
5337 }
5338 \f
5339 /* Test whether A * B can be computed without
5340    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
5341
5342 static int
5343 product_cheap_p (a, b)
5344      rtx a;
5345      rtx b;
5346 {
5347   int i;
5348   rtx tmp;
5349   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
5350   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
5351   int win = 1;
5352
5353   /* If only one is constant, make it B. */
5354   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5355     tmp = a, a = b, b = tmp;
5356
5357   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
5358   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
5359     return 1;
5360
5361   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
5362   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
5363     return 0;
5364
5365   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
5366      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
5367      of insns is generated.  */
5368
5369   rtl_obstack = &temp_obstack;
5370   start_sequence ();
5371   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, 0, 0);
5372   tmp = gen_sequence ();
5373   end_sequence ();
5374
5375   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
5376     {
5377       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
5378         win = 1;
5379       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
5380         win = 0;
5381       else
5382         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
5383           {
5384             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
5385
5386             if (GET_CODE (insn) != INSN
5387                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
5388                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
5389                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
5390                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
5391                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
5392               {
5393                 win = 0;
5394                 break;
5395               }
5396           }
5397     }
5398   else if (GET_CODE (tmp) == SET
5399            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
5400     win = 0;
5401   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
5402            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
5403            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
5404     win = 0;
5405
5406   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
5407      allocation to its normal obstack.  */
5408   obstack_free (&temp_obstack, storage);
5409   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
5410
5411   return win;
5412 }
5413 \f
5414 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
5415    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
5416    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
5417    to see if the optimization can be performed.
5418    Value is nonzero if optimization was performed.  */
5419
5420 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
5421    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
5422    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
5423    faster than one that increments from zero.  */
5424
5425 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
5426    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
5427    final_[bg]iv_value.  */
5428
5429 static int
5430 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start)
5431      rtx loop_end;
5432      int insn_count;
5433      rtx loop_start;
5434 {
5435   struct iv_class *bl;
5436   rtx reg;
5437   rtx jump_label;
5438   rtx final_value;
5439   rtx start_value;
5440   enum rtx_code branch_code;
5441   rtx new_add_val;
5442   rtx comparison;
5443   rtx before_comparison;
5444   rtx p;
5445
5446   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
5447      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
5448
5449   comparison = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5450   if (comparison == 0)
5451     return 0;
5452
5453   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
5454      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
5455      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
5456      used between its update and the test insn.  */
5457
5458   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5459     {
5460       if (bl->biv_count == 1
5461           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
5462           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
5463                                    PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5464         break;
5465     }
5466
5467   if (! bl)
5468     return 0;
5469
5470   /* Look for the case where the basic induction variable is always
5471      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
5472      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
5473      m68k DBRA instruction to be used.  */
5474
5475   if (((GET_CODE (comparison) == GT
5476         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5477         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
5478        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
5479       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
5480       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
5481     {
5482       /* Initial value must be greater than 0,
5483          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
5484          the last iteration */
5485
5486       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
5487           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
5488           && (INTVAL (bl->initial_value) %
5489               (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
5490         {
5491           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
5492           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5493             = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, 0,
5494                        REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5495           bl->nonneg = 1;
5496
5497           return 1;
5498         }
5499
5500       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
5501          the loop, then we can safely optimize.  */
5502       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
5503         {
5504           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
5505             break;
5506           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
5507             continue;
5508
5509           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
5510           if (before_comparison
5511               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
5512               && GET_CODE (before_comparison) == LT
5513               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
5514               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
5515               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
5516             {
5517               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
5518                 = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, 0,
5519                            REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
5520               bl->nonneg = 1;
5521
5522               return 1;
5523             }
5524         }
5525     }
5526   else if (num_mem_sets <= 1)
5527     {
5528       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
5529       /* Can do this if:
5530          all registers modified are induction variables or invariant,
5531          all memory references have non-overlapping addresses
5532          (obviously true if only one write)
5533          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
5534       int num_nonfixed_reads = 0;
5535       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
5536       int no_use_except_counting = 0;
5537
5538       for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5539         if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5540           num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
5541
5542       if (bl->giv_count == 0
5543           && ! loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5544         {
5545           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
5546
5547           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
5548              fall through at the end of the the loop, then
5549              see if perhaps there are no uses except to count.  */
5550           no_use_except_counting = 1;
5551           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
5552             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
5553               {
5554                 rtx set = single_set (p);
5555
5556                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
5557                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
5558                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
5559                   ;
5560                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
5561                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
5562                   /* Don't bother about the end test.  */
5563                   ;
5564                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
5565                   /* Any other use of the biv is no good.  */
5566                   {
5567                     no_use_except_counting = 0;
5568                     break;
5569                   }
5570               }
5571         }
5572
5573       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
5574          the memory address check by only reversing loops with
5575          zero or one memory access.
5576          Two memory accesses could involve parts of the same array,
5577          and that can't be reversed.  */
5578
5579       if (num_nonfixed_reads <= 1
5580           && !loop_has_call
5581           && (no_use_except_counting
5582               || (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
5583                   + num_movables + 2 == insn_count)))
5584         {
5585           rtx condition = get_condition_for_loop (PREV_INSN (loop_end));
5586           int win;
5587           rtx tem;
5588
5589           /* Loop can be reversed.  */
5590           if (loop_dump_stream)
5591             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
5592
5593           /* Now check other conditions:
5594              initial_value must be zero,
5595              final_value % add_val == 0, so that when reversed, the
5596              biv will be zero on the last iteration.
5597
5598              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
5599              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
5600              confusing.  */
5601
5602           if (comparison && bl->initial_value == const0_rtx
5603               && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
5604               /* LE gets turned into LT */
5605               && GET_CODE (comparison) == LT
5606               && (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
5607                   % INTVAL (bl->biv->add_val)) == 0)
5608             {
5609               /* Register will always be nonnegative, with value
5610                  0 on last iteration if loop reversed */
5611
5612               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
5613               reg = bl->biv->dest_reg;
5614               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
5615               new_add_val = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5616                                      - INTVAL (bl->biv->add_val));
5617
5618               final_value = XEXP (comparison, 1);
5619               start_value = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5620                                      (INTVAL (XEXP (comparison, 1))
5621                                       - INTVAL (bl->biv->add_val)));
5622
5623               /* Initialize biv to start_value before loop start.
5624                  The old initializing insn will be deleted as a
5625                  dead store by flow.c.  */
5626               emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value), loop_start);
5627
5628               /* Add insn to decrement register, and delete insn
5629                  that incremented the register.  */
5630               p = emit_insn_before (gen_add2_insn (reg, new_add_val),
5631                                     bl->biv->insn);
5632               delete_insn (bl->biv->insn);
5633                       
5634               /* Update biv info to reflect its new status.  */
5635               bl->biv->insn = p;
5636               bl->initial_value = start_value;
5637               bl->biv->add_val = new_add_val;
5638
5639               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
5640                  not delete the label.  */
5641               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
5642
5643               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
5644                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
5645               if ((regno_last_uid[bl->regno]
5646                    != INSN_UID (PREV_INSN (PREV_INSN (loop_end))))
5647                   || ! bl->init_insn
5648                   || regno_first_uid[bl->regno] != INSN_UID (bl->init_insn))
5649                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
5650                                  loop_end);
5651
5652               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
5653               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
5654               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
5655
5656               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
5657               start_sequence ();
5658               emit_cmp_insn (reg, const0_rtx, GE, 0, GET_MODE (reg), 0, 0);
5659               emit_jump_insn (gen_bge (XEXP (jump_label, 0)));
5660               tem = gen_sequence ();
5661               end_sequence ();
5662               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
5663
5664               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
5665                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN; tem = PREV_INSN (tem))
5666                 ;
5667               if (tem)
5668                 {
5669                   JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
5670
5671                   /* Increment of LABEL_NUSES done above. */
5672                   /* Register is now always nonnegative,
5673                      so add REG_NONNEG note to the branch.  */
5674                   REG_NOTES (tem) = gen_rtx (EXPR_LIST, REG_NONNEG, 0,
5675                                              REG_NOTES (tem));
5676                 }
5677
5678               bl->nonneg = 1;
5679
5680               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
5681                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
5682                  will have to be fixed up.  */
5683
5684               bl->reversed = 1;
5685
5686               if (loop_dump_stream)
5687                 fprintf (loop_dump_stream,
5688                          "Reversed loop and added reg_nonneg\n");
5689
5690               return 1;
5691             }
5692         }
5693     }
5694
5695   return 0;
5696 }
5697 \f
5698 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
5699    based on the insns in the loop that refer to it.
5700    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
5701
5702    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
5703
5704    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
5705    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
5706    start of the loop.  */
5707
5708 static int
5709 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
5710      struct iv_class *bl;
5711      rtx loop_start;
5712      rtx end;
5713      int eliminate_p;
5714      int threshold, insn_count;
5715 {
5716   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
5717   rtx p, set;
5718   struct induction *v;
5719
5720   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
5721      biv in a way that we cannot eliminate.  */
5722
5723   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5724     {
5725       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
5726       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
5727
5728       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
5729           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
5730           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
5731         {
5732           if (loop_dump_stream)
5733             fprintf (loop_dump_stream,
5734                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
5735                      bl->regno, INSN_UID (p));
5736           break;
5737         }
5738     }
5739
5740   if (p == end)
5741     {
5742       if (loop_dump_stream)
5743         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
5744                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
5745       return 1;
5746     }
5747
5748   return 0;
5749 }
5750 \f
5751 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
5752    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
5753
5754    If BIV does not appear in X, return 1.
5755
5756    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
5757    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
5758    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
5759    the loop.  */
5760
5761 static int
5762 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
5763      rtx x, insn;
5764      struct iv_class *bl;
5765      int eliminate_p;
5766      rtx where;
5767 {
5768   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5769   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
5770   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
5771   struct induction *v;
5772   rtx arg, new, tem;
5773   int arg_operand;
5774   char *fmt;
5775   int i, j;
5776
5777   switch (code)
5778     {
5779     case REG:
5780       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
5781          we can't eliminate it.  */
5782       if (x == reg)
5783         return 0;
5784       return 1;
5785
5786     case SET:
5787       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
5788       if (SET_DEST (x) == reg)
5789         return 1;
5790
5791       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
5792          it will go away when the giv is reduced.  */
5793       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5794         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
5795           return 1;
5796
5797 #ifdef HAVE_cc0
5798       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
5799         {
5800           /* Can replace with any giv that was reduced and
5801              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
5802              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.  */
5803
5804           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5805             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
5806                 && v->add_val == const0_rtx
5807                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5808                 && v->mode == mode)
5809               {
5810                 if (! eliminate_p)
5811                   return 1;
5812
5813                 /* If the giv has the opposite direction of change,
5814                    then reverse the comparison.  */
5815                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
5816                   new = gen_rtx (COMPARE, GET_MODE (v->new_reg),
5817                                  const0_rtx, v->new_reg);
5818                 else
5819                   new = v->new_reg;
5820
5821                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
5822                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
5823                   return 1;
5824               }
5825
5826           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
5827              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
5828              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.  */
5829
5830           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5831             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
5832                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5833                 && v->mode == mode)
5834               {
5835                 if (! eliminate_p)
5836                   return 1;
5837
5838                 /* If the giv has the opposite direction of change,
5839                    then reverse the comparison.  */
5840                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
5841                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
5842                                  v->new_reg);
5843                 else
5844                   new = gen_rtx (COMPARE, VOIDmode, v->new_reg,
5845                                  copy_rtx (v->add_val));
5846
5847                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
5848                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
5849                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
5850                   return 1;
5851
5852                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
5853                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
5854                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
5855
5856                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
5857                                   where);
5858
5859                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)),
5860                                      gen_rtx (COMPARE, VOIDmode,
5861                                               v->new_reg, tem), 0))
5862                   return 1;
5863               }
5864         }
5865 #endif
5866       break;
5867
5868     case COMPARE:
5869     case EQ:  case NE:
5870     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
5871     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
5872       /* See if either argument is the biv.  */
5873       if (XEXP (x, 0) == reg)
5874         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
5875       else if (XEXP (x, 1) == reg)
5876         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
5877       else
5878         break;
5879
5880       if (CONSTANT_P (arg))
5881         {
5882           /* First try to replace with any giv that has constant positive
5883              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
5884              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
5885
5886           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5887             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5888                 && CONSTANT_P (v->add_val)
5889                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5890                 && v->mode == mode)
5891               {
5892                 if (! eliminate_p)
5893                   return 1;
5894
5895                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
5896                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
5897
5898                 /* If all constants are actually constant integers and
5899                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
5900                    do so.  */
5901                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
5902                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
5903                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
5904                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
5905                                         gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode,
5906                                                  (INTVAL (arg)
5907                                                   * INTVAL (v->mult_val)
5908                                                   + INTVAL (v->add_val))), 0))
5909                   return 1;
5910
5911                 /* Otherwise, load it into a register.  */
5912                 tem = gen_reg_rtx (mode);
5913                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
5914                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
5915                   return 1;
5916
5917                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
5918                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
5919               }
5920           
5921           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
5922              Insert insns to calculate new compare value.  */
5923
5924           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5925             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5926                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5927                 && v->mode == mode)
5928               {
5929                 rtx tem;
5930
5931                 if (! eliminate_p)
5932                   return 1;
5933
5934                 tem = gen_reg_rtx (mode);
5935
5936                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
5937                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
5938                                  v->new_reg, 1);
5939
5940                 /* Compute value to compare against.  */
5941                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
5942                 /* Use it in this insn.  */
5943                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
5944                 if (apply_change_group ())
5945                   return 1;
5946               }
5947         }
5948       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
5949         {
5950           if (invariant_p (arg) == 1)
5951             {
5952               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
5953                  add_val. Insert insns to compute new compare value.  */
5954
5955               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5956                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
5957                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead
5958                     && v->mode == mode)
5959                   {
5960                     rtx tem;
5961
5962                     if (! eliminate_p)
5963                       return 1;
5964
5965                     tem = gen_reg_rtx (mode);
5966
5967                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
5968                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
5969                                      v->new_reg, 1);
5970
5971                     /* Compute value to compare against.  */
5972                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
5973                                       tem, where);
5974                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
5975                     if (apply_change_group ())
5976                       return 1;
5977                   }
5978             }
5979
5980           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
5981              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
5982              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
5983              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
5984              but that can generate poor code.
5985
5986              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
5987              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
5988              we might have to do a topological sort of the order in which
5989              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
5990              this sort of thing now.  */
5991
5992 #if 0
5993           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
5994           if (GET_CODE (arg) != REG
5995               || reg_iv_type[REGNO (arg)] != BASIC_INDUCT)
5996             return 0;
5997
5998           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
5999              with identical coefficients.  */
6000           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6001             {
6002               struct induction *tv;
6003
6004               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
6005                 continue;
6006
6007               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
6008                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
6009                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
6010                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
6011                     && tv->mode == mode)
6012                   {
6013                     if (! eliminate_p)
6014                       return 1;
6015
6016                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
6017                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
6018                     /* Replace other operand with the other giv's
6019                        reduced reg.  */
6020                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
6021                     return 1;
6022                   }
6023             }
6024 #endif
6025         }
6026
6027       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
6028       return 0;
6029
6030     case MEM:
6031       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
6032          biv is used in it, since it will be replaced.  */
6033       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
6034         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
6035           return 1;
6036       break;
6037     }
6038
6039   /* See if any subexpression fails elimination.  */
6040   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6041   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
6042     {
6043       switch (fmt[i])
6044         {
6045         case 'e':
6046           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl, 
6047                                        eliminate_p, where))
6048             return 0;
6049           break;
6050
6051         case 'E':
6052           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6053             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
6054                                          eliminate_p, where))
6055               return 0;
6056           break;
6057         }
6058     }
6059
6060   return 1;
6061 }  
6062 \f
6063 /* Return nonzero if the last use of REG
6064    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
6065
6066 static int
6067 last_use_this_basic_block (reg, insn)
6068      rtx reg;
6069      rtx insn;
6070 {
6071   rtx n;
6072   for (n = insn;
6073        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
6074        n = NEXT_INSN (n))
6075     {
6076       if (regno_last_uid[REGNO (reg)] == INSN_UID (n))
6077         return 1;
6078     }
6079   return 0;
6080 }
6081 \f
6082 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
6083    just record the location of the set and process it later.  */
6084
6085 static void
6086 record_initial (dest, set)
6087      rtx dest;
6088      rtx set;
6089 {
6090   struct iv_class *bl;
6091
6092   if (GET_CODE (dest) != REG
6093       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
6094       || reg_iv_type[REGNO (dest)] != BASIC_INDUCT)
6095     return;
6096
6097   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
6098
6099   /* If this is the first set found, record it.  */
6100   if (bl->init_insn == 0)
6101     {
6102       bl->init_insn = note_insn;
6103       bl->init_set = set;
6104     }
6105 }
6106 \f
6107 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
6108    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
6109    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
6110    use it.  */
6111
6112 static void
6113 update_reg_last_use (x, insn)
6114      rtx x;
6115      rtx insn;
6116 {
6117   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
6118      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
6119      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
6120      and hence this insn will never be the last use of x.  */
6121   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
6122       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
6123       && uid_luid[regno_last_uid[REGNO (x)]] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
6124     regno_last_uid[REGNO (x)] = INSN_UID (insn);
6125   else
6126     {
6127       register int i, j;
6128       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6129       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6130         {
6131           if (fmt[i] == 'e')
6132             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
6133           else if (fmt[i] == 'E')
6134             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6135               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
6136         }
6137     }
6138 }
6139 \f
6140 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
6141    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
6142    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
6143    be returned.
6144
6145    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
6146    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
6147    of the condition is desired, it should be placed in front of that
6148    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
6149
6150    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
6151    callers.  Specifically:
6152
6153    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
6154    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
6155    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
6156    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
6157        for GE, GEU, and LEU.  */
6158
6159 rtx
6160 get_condition (jump, earliest)
6161      rtx jump;
6162      rtx *earliest;
6163 {
6164   enum rtx_code code;
6165   rtx prev = jump;
6166   rtx set;
6167   rtx tem;
6168   rtx op0, op1;
6169   int reverse_code = 0;
6170   int did_reverse_condition = 0;
6171
6172   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
6173   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
6174       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
6175     return 0;
6176
6177   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
6178   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
6179   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
6180
6181   if (earliest)
6182     *earliest = jump;
6183
6184   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
6185      the condition.  */
6186   if (XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
6187     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
6188
6189   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
6190      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
6191      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
6192      in cse.c  */
6193
6194   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == const0_rtx)
6195     {
6196       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
6197       rtx x = 0;
6198
6199 #ifdef HAVE_cc0
6200       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
6201          insn.  */
6202       if (op0 == cc0_rtx)
6203         {
6204           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6205               || GET_CODE (prev) != INSN
6206               || (set = single_set (prev)) == 0
6207               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
6208             return 0;
6209
6210           op0 = SET_SRC (set);
6211           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
6212           if (earliest)
6213             *earliest = prev;
6214         }
6215 #endif
6216
6217       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
6218       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
6219         {
6220           op1 = XEXP (op0, 1);
6221           op0 = XEXP (op0, 0);
6222           continue;
6223         }
6224       else if (GET_CODE (op0) != REG)
6225         break;
6226
6227       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
6228          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
6229          we don't want to bother dealing with it.  */
6230
6231       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
6232           || GET_CODE (prev) != INSN
6233           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
6234           || (set = single_set (prev)) == 0)
6235         break;
6236
6237       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
6238          relevant.  */
6239       if (SET_DEST (set) == op0)
6240         {
6241           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
6242
6243           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
6244                || ((code == NE
6245                    || (code == LT
6246                        && GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) <= HOST_BITS_PER_INT
6247                        && (STORE_FLAG_VALUE
6248                            & (1 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1)))))
6249                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')))
6250             x = SET_SRC (set);
6251           else if ((code == EQ
6252                     || (code == GE
6253                         && GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) <= HOST_BITS_PER_INT
6254                         && (STORE_FLAG_VALUE
6255                             & (1 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1)))))
6256                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<')
6257             {
6258               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
6259                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
6260                  have had to reverse the condition.  */
6261               did_reverse_condition ^= 1;
6262               reverse_code = 1;
6263               x = SET_SRC (set);
6264             }
6265         }
6266
6267       else if (reg_set_p (op0, prev))
6268         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
6269         break;
6270
6271       if (x)
6272         {
6273           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
6274             code = GET_CODE (x);
6275           if (reverse_code)
6276             {
6277               code = reverse_condition (code);
6278               did_reverse_condition ^= 1;
6279               reverse_code = 0;
6280             }
6281
6282           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
6283           if (earliest)
6284             *earliest = prev;
6285         }
6286     }
6287
6288   /* If constant is first, put it last.  */
6289   if (CONSTANT_P (op0))
6290     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
6291
6292   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
6293      was really being compared, so fail.  */
6294   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
6295     return 0;
6296
6297   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality.  */
6298   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT)
6299     {
6300       int const_val = INTVAL (op1);
6301       unsigned uconst_val = (unsigned) const_val;
6302
6303       switch (code)
6304       {
6305       case LE:
6306         code = LT;
6307         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, const_val + 1);
6308         break;
6309
6310       case GE:
6311         code = GT;
6312         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, const_val - 1);
6313         break;
6314
6315       case LEU:
6316         code = LTU;
6317         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, uconst_val + 1);
6318         break;
6319
6320       case GEU:
6321         code = GTU;
6322         op1 = gen_rtx (CONST_INT, VOIDmode, uconst_val - 1);
6323         break;
6324       }
6325     }
6326
6327   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
6328      EQ or NE, return zero.  */
6329   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
6330       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
6331       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
6332     return 0;
6333
6334 #ifdef HAVE_cc0
6335   /* Never return CC0; return zero instead.  */
6336   if (op0 == cc0_rtx)
6337     return 0;
6338 #endif
6339
6340   return gen_rtx (code, VOIDmode, op0, op1);
6341 }
6342
6343 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
6344    unless both operands are invariants.  */
6345
6346 rtx
6347 get_condition_for_loop (x)
6348      rtx x;
6349 {
6350   rtx comparison = get_condition (x, 0);
6351
6352   if (comparison == 0
6353       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
6354       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
6355     return comparison;
6356
6357   return gen_rtx (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
6358                   XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
6359 }