gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4 This file is part of GNU CC.
   5
   6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 any later version.
  10
  11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "obstack.h"
  41 #include "function.h"
  42 #include "expr.h"
  43 #include "insn-config.h"
  44 #include "insn-flags.h"
  45 #include "regs.h"
  46 #include "hard-reg-set.h"
  47 #include "recog.h"
  48 #include "flags.h"
  49 #include "real.h"
  50 #include "loop.h"
  51 #include "except.h"
  52 #include "toplev.h"
  53
  54 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  55    The luids are like uids but increase monotonically always.
  56    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  57
  58 int *uid_luid;
  59
  60 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  61    number the insn is contained in.  */
  62
  63 int *uid_loop_num;
  64
  65 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  66
  67 int max_uid_for_loop;
  68
  69 /* 1 + luid of last insn.  */
  70
  71 static int max_luid;
  72
  73 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  74    next few tables.  */
  75
  76 static int max_loop_num;
  77
  78 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  79
  80 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  81
  82 /* Likewise for the continue insn */
  83 static rtx *loop_number_loop_cont;
  84
  85 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  86    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  87    followed.
  88    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  89    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  90 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  91
  92 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  93
  94 int *loop_outer_loop;
  95
  96 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
  97 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
  98
  99 int *loop_used_count_register;
 100 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 101
 102 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 103    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 104
 105 static char *loop_invalid;
 106
 107 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 108    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 109    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 110
 111    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 112    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 113    return, so the presense of a return does not affect any of the
 114    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 115    instructions on this list.  */
 116
 117 rtx *loop_number_exit_labels;
 118
 119 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 120    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 121
 122 int *loop_number_exit_count;
 123
 124 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
 125
 126 static int loop_has_call;
 127
 128 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
 129    loop.  */
 130
 131 static int loop_has_volatile;
 132
 133 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
 134
 135 static int loop_has_tablejump;
 136
 137 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
 138    current loop.  A continue statement will generate a branch to
 139    NEXT_INSN (loop_continue).  */
 140
 141 static rtx loop_continue;
 142
 143 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 144    is set during the loop being scanned.
 145    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 146    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 147    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 148    not known equal to a constant.
 149    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 150    while the failed candidates have the original number of times set.
 151
 152    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 153    < 0 a conditionally invariant one.  */
 154
 155 static varray_type set_in_loop;
 156
 157 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 158    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 159    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 160
 161 static varray_type n_times_set;
 162
 163 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 164    cannot be moved or strength reduced.  */
 165
 166 static varray_type may_not_optimize;
 167
 168 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 169    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 170
 171 static varray_type reg_single_usage;
 172
 173 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 174    This reduces the desire to move it out of another.  */
 175
 176 static char *moved_once;
 177
 178 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 179
 180 static rtx loop_store_mems;
 181
 182 /* The insn where the first of these was found.  */
 183 static rtx first_loop_store_insn;
 184
 185 typedef struct loop_mem_info {
 186   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 187   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 188   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 189 } loop_mem_info;
 190
 191 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 192    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 193    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 194    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 195
 196 static loop_mem_info *loop_mems;
 197
 198 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 199
 200 static int loop_mems_idx;
 201
 202 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 203
 204 static int loop_mems_allocated;
 205
 206 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
 207    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
 208    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
 209
 210 static int unknown_address_altered;
 211
 212 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 213 static int num_movables;
 214
 215 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 216 static int num_mem_sets;
 217
 218 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
 219 static int loops_enclosed;
 220
 221 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 222    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 223 int max_reg_before_loop;
 224
 225 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 226    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 227    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 228    that array.  */
 229
 230 static struct obstack temp_obstack;
 231
 232 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 233
 234 extern struct obstack *rtl_obstack;
 235
 236 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 237 #define obstack_chunk_free free
 238 \f
 239 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 240    is made to record all the movable insns found.
 241    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 242
 243 struct movable
 244 {
 245   rtx insn;                     /* A movable insn */
 246   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 247   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 248   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 249                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 250   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 251                                    that must be moved with this one.  */
 252   int regno;                    /* The register it sets */
 253   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 254                                    may be adjusted when matching movables
 255                                    that load the same value are found.  */
 256   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 257                                    including other movables that force this
 258                                    or match this one.  */
 259   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 260   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 261   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 262                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 263                    that the reg is live outside the range from where it is set
 264                    to the following label.  */
 265   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 266
 267   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 268                                    In particular, moving it does not make it
 269                                    invariant.  */
 270   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 271                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 272   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 273                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 274   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 275   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 276                                    that we should avoid changing when clearing
 277                                    the rest of the reg.  */
 278   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 279   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 280   struct movable *next;
 281 };
 282
 283 static struct movable *the_movables;
 284
 285 FILE *loop_dump_stream;
 286
 287 /* Forward declarations.  */
 288
 289 static void verify_dominator PROTO((int));
 290 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 291 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 292 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
 293 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 294 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 295 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 296 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 297
 298 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 299                                        int *, int));
 300 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 301 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 302 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 303 #if 0
 304 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 305 #endif
 306 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 307 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 308 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 309 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 310 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 311 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 312 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 313 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 314 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 315 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 316 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
 317 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 318 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 319 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
 320 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 321 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 322                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 323 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
 324 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 325 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 326 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 327 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 328 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 329 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 330 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 331 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 332 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 333 struct recombine_givs_stats;
 334 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 335 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 336 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 337 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 338 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 339 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 340 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 341 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 342 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 343 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 344                                                        rtx, int *));
 345 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 346 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 347 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 348 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 349
 350 typedef struct rtx_and_int {
 351   rtx r;
 352   int i;
 353 } rtx_and_int;
 354
 355 typedef struct rtx_pair {
 356   rtx r1;
 357   rtx r2;
 358 } rtx_pair;
 359
 360 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 361 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 362   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 363    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 364    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 365
 366 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 367 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 368 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 369
 370 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 371 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 372 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 373
 374 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 375 int indirect_jump_in_function = 0;
 376 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 377
 378 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 379
 380 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 381                                                    struct induction *, rtx));
 382 \f
 383 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 384 static int add_cost;
 385 #if 0
 386 static int shift_cost;
 387 static int mult_cost;
 388 #endif
 389
 390 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 391    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 392 static int copy_cost;
 393
 394 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 395 static int reg_address_cost;
 396
 397
 398 void
 399 init_loop ()
 400 {
 401   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 402   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 403
 404   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 405
 406 #ifdef ADDRESS_COST
 407   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 408 #else
 409   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 410 #endif
 411
 412   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 413      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 414      will be far less than the cost of an add.  */
 415
 416   copy_cost = 2 * 2;
 417
 418   /* Free the objects we just allocated.  */
 419   obfree (free_point);
 420
 421   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 422   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 423 }
 424 \f
 425 /* Compute the mapping from uids to luids.
 426    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 427    except that luids increase monotonically through the code.
 428    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 429    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 430 static int
 431 compute_luids (start, end, prev_luid)
 432      rtx start, end;
 433      int prev_luid;
 434 {
 435   int i;
 436   rtx insn;
 437
 438   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 439     {
 440       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 441         continue;
 442       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 443          luids between two insns is not affected by -g.  */
 444       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 445           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 446         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 447       else
 448         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 449         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 450     }
 451   return i + 1;
 452 }
 453 \f
 454 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 455    on the current function.  F is the first insn of the function
 456    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 457    (or 0 if none should be output).  */
 458
 459 void
 460 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 461      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 462      rtx f;
 463      FILE *dumpfile;
 464      int unroll_p, bct_p;
 465 {
 466   register rtx insn;
 467   register int i;
 468
 469   loop_dump_stream = dumpfile;
 470
 471   init_recog_no_volatile ();
 472
 473   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 474
 475   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 476   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 477
 478   regs_may_share = 0;
 479
 480   /* Count the number of loops.  */
 481
 482   max_loop_num = 0;
 483   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 484     {
 485       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 486           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 487         max_loop_num++;
 488     }
 489
 490   /* Don't waste time if no loops.  */
 491   if (max_loop_num == 0)
 492     return;
 493
 494   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 495      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 496   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 497
 498   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 499   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 500
 501   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 502   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 503
 504   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 505      not be zeroed.  */
 506   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 507   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 508   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 509   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 510   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 511   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 512   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 513   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 514
 515 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 516   /* Allocate for BCT optimization */
 517   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 518   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 519 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 520
 521   /* Find and process each loop.
 522      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 523   find_and_verify_loops (f);
 524
 525   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 526      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 527      function.  */
 528   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 529
 530   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 531      will have entries in the register tables.
 532
 533      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 534      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 535   init_alias_analysis ();
 536
 537   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 538      one more that the maximum uid of all insn.  */
 539   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 540     abort ();
 541   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 542   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 543
 544   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 545      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 546   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 547
 548   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 549      deleted.  It is possible that the first or last insn
 550      using some register has been deleted by cross-jumping.
 551      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 552      points to the general area where that insn used to be.  */
 553   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 554     {
 555       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 556       if (uid_luid[0] != 0)
 557         break;
 558     }
 559   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 560     if (uid_luid[i] == 0)
 561       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 562
 563   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 564   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 565     find_loop_tree_blocks ();
 566
 567   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 568      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 569   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 570
 571   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 572      before outer ones.  */
 573   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 574     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 575       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 576                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 577
 578   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 579      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 580      to one mapping will remain.  */
 581   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 582     unroll_block_trees ();
 583
 584   end_alias_analysis ();
 585 }
 586 \f
 587 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 588    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 589    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 590    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 591    bottom.  */
 592
 593 static rtx
 594 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 595      rtx insn;
 596      rtx start;
 597      rtx end;
 598      rtx loop_top;
 599 {
 600   insn = NEXT_INSN (insn);
 601
 602   if (insn == end)
 603     {
 604       if (loop_top)
 605         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 606         insn = loop_top;
 607       else
 608         /* We're done.  */
 609         insn = NULL_RTX;
 610     }
 611
 612   if (insn == start)
 613     /* We're done.  */
 614     insn = NULL_RTX;
 615
 616   return insn;
 617 }
 618
 619 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 620    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 621    NOTE_INSN_LOOP_END.
 622    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 623
 624 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 625    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 626    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 627    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 628    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 629
 630 static void
 631 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 632      rtx loop_start, end, loop_cont;
 633      int unroll_p, bct_p;
 634 {
 635   register int i;
 636   rtx p;
 637   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 638   int maybe_never = 0;
 639   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 640      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 641   int call_passed = 0;
 642   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 643      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 644   rtx loop_top = 0;
 645   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 646   rtx loop_entry_jump = 0;
 647   /* Place in the loop where control enters.  */
 648   rtx scan_start;
 649   /* Number of insns in the loop.  */
 650   int insn_count;
 651   int in_libcall = 0;
 652   int tem;
 653   rtx temp;
 654   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 655   rtx set, set1;
 656   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 657   struct movable *movables = 0;
 658   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 659   struct movable *last_movable = 0;
 660   /* Ratio of extra register life span we can justify
 661      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 662      since in that case saving an insn makes more difference
 663      and more registers are available.  */
 664   int threshold;
 665   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 666   int loop_depth = 0;
 667   int nregs;
 668
 669   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 670      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 671      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 672
 673      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 674      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 675      (because we might have a loop executed only once that contains a
 676      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 677      (in case we have a degenerate loop).
 678
 679      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 680      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 681      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 682      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 683      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 684
 685   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 686        p != end
 687          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 688          && (GET_CODE (p) != NOTE
 689              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 690                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 691        p = NEXT_INSN (p))
 692     ;
 693
 694   scan_start = p;
 695
 696   /* Set up variables describing this loop.  */
 697   prescan_loop (loop_start, end);
 698   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 699
 700   /* If loop has a jump before the first label,
 701      the true entry is the target of that jump.
 702      Start scan from there.
 703      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 704      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 705   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 706     {
 707       loop_entry_jump = p;
 708
 709       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 710       if (simplejump_p (p)
 711           && JUMP_LABEL (p) != 0
 712           /* Check to see whether the jump actually
 713              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 714              This case can happen for things like
 715              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 716              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 717              the loop.  */
 718           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 719         {
 720           loop_top = next_label (scan_start);
 721           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 722         }
 723     }
 724
 725   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 726      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 727      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 728
 729      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 730      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 731      test above.  */
 732
 733   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 734       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 735     {
 736       if (loop_dump_stream)
 737         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 738                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 739       return;
 740     }
 741
 742   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 743      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 744      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 745
 746   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 747      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 748      that even after the moving of movables creates some new registers
 749      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 750      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 751   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 752   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 753   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 754   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 755   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 756
 757   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 758                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 759
 760   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 761     {
 762       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 763       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 764     }
 765
 766 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 767   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 768      create CCmode register copies.  */
 769   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 770     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 771       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 772 #endif
 773
 774   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 775          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 776
 777   if (loop_dump_stream)
 778     {
 779       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 780                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 781       if (loop_continue)
 782         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 783                  INSN_UID (loop_continue));
 784     }
 785
 786   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 787      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 788      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 789      We consider whether subsequent insns use the reg
 790      in deciding whether it is worth actually moving.
 791
 792      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 793      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 794      would never be executed.  At such times, we must make sure
 795      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 796      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 797      so that is not a problem.  */
 798
 799   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 800        p != NULL_RTX;
 801        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 802     {
 803       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 804           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 805         in_libcall = 1;
 806       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 807                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 808         in_libcall = 0;
 809
 810       if (GET_CODE (p) == INSN
 811           && (set = single_set (p))
 812           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 813           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 814         {
 815           int tem1 = 0;
 816           int tem2 = 0;
 817           int move_insn = 0;
 818           rtx src = SET_SRC (set);
 819           rtx dependencies = 0;
 820
 821           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 822              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 823              specified, use it as the source and mark that we should move
 824              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 825              insn.
 826
 827              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 828              is present.  */
 829           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 830           if (temp)
 831             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 832           else
 833             {
 834               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 835               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 836                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 837               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 838                 {
 839                   src = XEXP (temp, 0);
 840                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 841                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 842                      we must move those regs too.  */
 843                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 844                 }
 845             }
 846
 847           /* Don't try to optimize a register that was made
 848              by loop-optimization for an inner loop.
 849              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 850           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 851             ;
 852           else if (/* The register is used in basic blocks other
 853                       than the one where it is set (meaning that
 854                       something after this point in the loop might
 855                       depend on its value before the set).  */
 856                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 857                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 858                       the loop starts, or the value before the set is
 859                       needed before the set occurs...
 860
 861                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 862                       by the fact that the previous test will often fail for
 863                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 864                       each time for register usage, we should build tables
 865                       of the register usage and use them here instead.  */
 866                    && (maybe_never
 867                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 868                                                   scan_start, end)))
 869             /* It is unsafe to move the set.
 870
 871                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 872                which was not created by the user and not used in an exit test.
 873                That behavior is incorrect and was removed.  */
 874             ;
 875           else if ((tem = invariant_p (src))
 876                    && (dependencies == 0
 877                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 878                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 879                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 880                        || (tem1
 881                            = consec_sets_invariant_p
 882                            (SET_DEST (set),
 883                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 884                             p)))
 885                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 886                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 887                       once loop is entered.  Even a function call might
 888                       prevent the trap insn from being reached
 889                       (since it might exit!)  */
 890                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 891                          && may_trap_p (src)))
 892             {
 893               register struct movable *m;
 894               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 895
 896               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 897                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 898                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 899                  this can lose.  The most common case of this is the address
 900                  of a function being called.
 901
 902                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 903                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 904                  we can replace the usage of this register with the source
 905                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 906
 907                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 908                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 909
 910               if (loop_has_call
 911                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 912                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 913                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 914                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 915                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 916                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 917                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 918                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 919                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 920                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 921                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 922                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 923                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 924                      might span a call.  */
 925                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 926                                            VARRAY_RTX
 927                                            (reg_single_usage, regno))
 928                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 929                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 930                                            VARRAY_RTX
 931                                            (reg_single_usage, regno)))
 932                 {
 933                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 934                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 935                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 936                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 937                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 938                                               (reg_single_usage, regno)),
 939                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 940
 941                   PUT_CODE (p, NOTE);
 942                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 943                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 944                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 945                   continue;
 946                 }
 947
 948               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 949               m->next = 0;
 950               m->insn = p;
 951               m->set_src = src;
 952               m->dependencies = dependencies;
 953               m->set_dest = SET_DEST (set);
 954               m->force = 0;
 955               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 956                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 957               m->done = 0;
 958               m->forces = 0;
 959               m->partial = 0;
 960               m->move_insn = move_insn;
 961               m->move_insn_first = 0;
 962               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 963               m->savemode = VOIDmode;
 964               m->regno = regno;
 965               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 966                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 967               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 968               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 969                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 970               m->match = 0;
 971               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 972                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 973               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 974               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 975                 m->savings += libcall_benefit (p);
 976               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 977               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 978               if (movables == 0)
 979                 movables = m;
 980               else
 981                 last_movable->next = m;
 982               last_movable = m;
 983
 984               if (m->consec > 0)
 985                 {
 986                   /* It is possible for the first instruction to have a
 987                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 988                      remember the status of the first instruction in case
 989                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 990                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 991
 992                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 993                   p = next_nonnote_insn (p);
 994                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 995                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 996                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 997                   p = prev_nonnote_insn (p);
 998
 999                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
1000                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1001                      insns.  */
1002                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1003                   if (temp)
1004                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1005                   else
1006                     {
1007                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1008                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1009                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1010                       else
1011                         m->move_insn = 0;
1012
1013                     }
1014                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1015                 }
1016             }
1017           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1018              or set to zero, then its high bytes are constant.
1019              So clear them outside the loop and within the loop
1020              just load the low bytes.
1021              We must check that the machine has an instruction to do so.
1022              Also, if the value loaded into the register
1023              depends on the same register, this cannot be done.  */
1024           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1025                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1026                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1027                    && GET_CODE (set1) == SET
1028                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1029                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1030                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1031                        == SET_DEST (set))
1032                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1033             {
1034               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1035               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1036                 {
1037                   register struct movable *m;
1038                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1039                   m->next = 0;
1040                   m->insn = p;
1041                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1042                   m->dependencies = 0;
1043                   m->force = 0;
1044                   m->consec = 0;
1045                   m->done = 0;
1046                   m->forces = 0;
1047                   m->move_insn = 0;
1048                   m->move_insn_first = 0;
1049                   m->partial = 1;
1050                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1051                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1052                      Not even if the reg is used only within this loop.
1053                      Consider this:
1054                      while (1)
1055                        while (s != t) {
1056                          if (foo ()) x = *s;
1057                          use (x);
1058                        }
1059                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1060                      being saved from the last time around the outer loop.
1061                      However, if the reg is not used outside this loop
1062                      and all uses of the register are in the same
1063                      basic block as the store, there is no problem.
1064
1065                      If this insn was made by loop, we don't know its
1066                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1067                      assumption.  */
1068                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1069                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1070                                    > INSN_LUID (end))
1071                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1072                                    < INSN_LUID (p))
1073                                || (labels_in_range_p
1074                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1075                   if (maybe_never && m->global)
1076                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1077                   else
1078                     m->savemode = VOIDmode;
1079                   m->regno = regno;
1080                   m->cond = 0;
1081                   m->match = 0;
1082                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1083                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1084                   m->savings = 1;
1085                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1086                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1087                   if (movables == 0)
1088                     movables = m;
1089                   else
1090                     last_movable->next = m;
1091                   last_movable = m;
1092                 }
1093             }
1094         }
1095       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1096          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1097          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1098          so they don't count.  */
1099       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1100         call_passed = 1;
1101       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1102          can't count on whether or how many times they will be
1103          executed during each iteration.  Therefore, we can
1104          only move out sets of trivial variables
1105          (those not used after the loop).  */
1106       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1107       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1108                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1109                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1110                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1111                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1112                   followed a by barrier then loop end.  */
1113                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1114                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1115                      && simplejump_p (p)))
1116         maybe_never = 1;
1117       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1118         {
1119           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1120              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1121              code has been duplicated.  */
1122           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1123             maybe_never = call_passed = 0;
1124           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1125             loop_depth++;
1126           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1127             loop_depth--;
1128         }
1129     }
1130
1131   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1132
1133   ignore_some_movables (movables);
1134
1135   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1136      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1137      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1138      since the second can be moved only if the first is.  */
1139
1140   force_movables (movables);
1141
1142   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1143      If there are, make all but the first point at the first one
1144      through the `match' field, and add the priorities of them
1145      all together as the priority of the first.  */
1146
1147   combine_movables (movables, nregs);
1148
1149   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1150      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1151
1152      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1153      optimizing for code size.  */
1154
1155   if (! optimize_size)
1156     move_movables (movables, threshold,
1157                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1158
1159   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1160      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1161   for (i = 0; i < nregs; i++)
1162     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1163       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1164
1165   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1166      hoist even more memory references.  */
1167   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1168                                        loop_start, &insn_count);
1169
1170   if (flag_strength_reduce)
1171     {
1172       the_movables = movables;
1173       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1174                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1175     }
1176
1177   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1178   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1179   VARRAY_FREE (n_times_set);
1180   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1181 }
1182 \f
1183 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1184    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1185
1186 void
1187 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1188      rtx in_this, not_in_this;
1189      rtx *output;
1190 {
1191   enum rtx_code code;
1192   const char *fmt;
1193   int i;
1194
1195   code = GET_CODE (in_this);
1196
1197   switch (code)
1198     {
1199     case PC:
1200     case CC0:
1201     case CONST_INT:
1202     case CONST_DOUBLE:
1203     case CONST:
1204     case SYMBOL_REF:
1205     case LABEL_REF:
1206       return;
1207
1208     case REG:
1209       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1210           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1211         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1212       return;
1213
1214     default:
1215       break;
1216     }
1217
1218   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1219   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1220     {
1221       int j;
1222
1223       switch (fmt[i])
1224         {
1225         case 'E':
1226           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1227             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1228           break;
1229
1230         case 'e':
1231           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1232           break;
1233         }
1234     }
1235 }
1236 \f
1237 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1238    aside from those mentioned in the equivalent value.
1239    If there are none, return 0.
1240    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1241
1242 rtx
1243 libcall_other_reg (insn, equiv)
1244      rtx insn, equiv;
1245 {
1246   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1247   rtx p = XEXP (note, 0);
1248   rtx output = 0;
1249
1250   /* First, find all the regs used in the libcall block
1251      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1252
1253   while (p != insn)
1254     {
1255       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1256           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1257         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1258       p = NEXT_INSN (p);
1259     }
1260
1261   return output;
1262 }
1263 \f
1264 /* Return 1 if all uses of REG
1265    are between INSN and the end of the basic block.  */
1266
1267 static int
1268 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1269      rtx insn, reg;
1270 {
1271   int regno = REGNO (reg);
1272   rtx p;
1273
1274   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1275     return 0;
1276
1277   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1278   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1279     {
1280       switch (GET_CODE (p))
1281         {
1282         case NOTE:
1283           break;
1284
1285         case INSN:
1286         case CALL_INSN:
1287           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1288           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1289             return 1;
1290           break;
1291
1292         case JUMP_INSN:
1293           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1294           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1295             return 1;
1296           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1297           return 0;
1298
1299         case CODE_LABEL:
1300         case BARRIER:
1301           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1302           return 0;
1303
1304         default:
1305           break;
1306         }
1307     }
1308
1309   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1310   abort ();
1311 }
1312 \f
1313 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1314    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1315    value directly or can contain a library call.  */
1316
1317 static int
1318 libcall_benefit (last)
1319      rtx last;
1320 {
1321   rtx insn;
1322   int benefit = 0;
1323
1324   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1325        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1326     {
1327       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1328         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1329                                    routine.  */
1330       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1332                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1333         benefit++;
1334     }
1335
1336   return benefit;
1337 }
1338 \f
1339 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1340
1341 static rtx
1342 skip_consec_insns (insn, count)
1343      rtx insn;
1344      int count;
1345 {
1346   for (; count > 0; count--)
1347     {
1348       rtx temp;
1349
1350       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1351       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1352          be an insn here.  */
1353       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1354           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1355         insn = XEXP (temp, 0);
1356
1357       do insn = NEXT_INSN (insn);
1358       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1359     }
1360
1361   return insn;
1362 }
1363
1364 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1365    which is part of another movable.
1366    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1367    was made later and so appears later on the chain.  */
1368
1369 static void
1370 ignore_some_movables (movables)
1371      struct movable *movables;
1372 {
1373   register struct movable *m, *m1;
1374
1375   for (m = movables; m; m = m->next)
1376     {
1377       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1378       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1379       if (note)
1380         {
1381           rtx insn;
1382           /* Check for earlier movables inside that range,
1383              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1384              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1385              Rather than reject all such insns from movables, we just
1386              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1387              libcalls aren't that common).  */
1388           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1389             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1390               if (m1->insn == insn)
1391                 m1->done = 1;
1392         }
1393     }
1394 }
1395
1396 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1397    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1398    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1399    since the second can be moved only if the first is.  */
1400
1401 static void
1402 force_movables (movables)
1403      struct movable *movables;
1404 {
1405   register struct movable *m, *m1;
1406   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1407     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1408     if (!m1->partial && !m1->done)
1409       {
1410         int regno = m1->regno;
1411         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1412           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1413              register of M1 to be used after this insn?
1414              Since CSE does not update regno_last_uid,
1415              this insn M->insn might not be where it dies.
1416              But very likely this doesn't matter; what matters is
1417              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1418           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1419               && !m->done)
1420             break;
1421         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1422             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1423             && m->consec == 0)
1424           m = 0;
1425
1426         /* Increase the priority of the moving the first insn
1427            since it permits the second to be moved as well.  */
1428         if (m != 0)
1429           {
1430             m->forces = m1;
1431             m1->lifetime += m->lifetime;
1432             m1->savings += m->savings;
1433           }
1434       }
1435 }
1436 \f
1437 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1438    one register.  */
1439
1440 static void
1441 combine_movables (movables, nregs)
1442      struct movable *movables;
1443      int nregs;
1444 {
1445   register struct movable *m;
1446   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1447   enum machine_mode mode;
1448
1449   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1450      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1451   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1452
1453   for (m = movables; m; m = m->next)
1454     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1455       {
1456         register struct movable *m1;
1457         int regno = m->regno;
1458
1459         bzero (matched_regs, nregs);
1460         matched_regs[regno] = 1;
1461
1462         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1463            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1464         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1465           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1466               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1467               && !m1->global
1468               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1469               && !m1->partial
1470               && (matched_regs[m1->regno]
1471                   ||
1472                   (
1473                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1474                       same constant only if the modes are the same or
1475                       if both are integer modes with M wider or the same
1476                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1477                       safe, since the only case of differing destination
1478                       modes with equal sources is when both sources are
1479                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1480                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1481                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1483                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1484                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1485                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1486                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1487                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1488                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1489                                                 movables))))
1490               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1491                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1492             {
1493               m->lifetime += m1->lifetime;
1494               m->savings += m1->savings;
1495               m1->done = 1;
1496               m1->match = m;
1497               matched_regs[m1->regno] = 1;
1498             }
1499       }
1500
1501   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1502      This can be done for those not marked `global'
1503      provided their lives don't overlap.  */
1504
1505   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1506        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1507     {
1508       register struct movable *m0 = 0;
1509
1510       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1511          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1512       for (m = movables; m; m = m->next)
1513         if (m->partial && ! m->global
1514             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1515           {
1516             register struct movable *m1;
1517             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1518             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1519
1520             if (m0 == 0)
1521               {
1522                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1523                 m0 = m;
1524                   continue;
1525               }
1526
1527             /* Make sure they extend to the same mode.
1528                (Almost always true.)  */
1529             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1530                 continue;
1531
1532             /* We already have one: check for overlap with those
1533                already combined together.  */
1534             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1535               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1536                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1537                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1538                   goto overlap;
1539
1540             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1541             m0->lifetime += m->lifetime;
1542             m0->savings += m->savings;
1543             m->done = 1;
1544             m->match = m0;
1545
1546           overlap: ;
1547           }
1548     }
1549 }
1550 \f
1551 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1552
1553 static int
1554 regs_match_p (x, y, movables)
1555      rtx x, y;
1556      struct movable *movables;
1557 {
1558   int xn = REGNO (x);
1559   int yn = REGNO (y);
1560   struct movable *mx, *my;
1561
1562   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1563     if (mx->regno == xn)
1564       break;
1565
1566   for (my = movables; my; my = my->next)
1567     if (my->regno == yn)
1568       break;
1569
1570   return (mx && my
1571           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1572               || mx->match == my
1573               || mx == my->match));
1574 }
1575
1576 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1577    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1578
1579    If two registers are matching movables or a movable register and an
1580    equivalent constant, consider them equal.  */
1581
1582 static int
1583 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1584      rtx x, y;
1585      struct movable *movables;
1586 {
1587   register int i;
1588   register int j;
1589   register struct movable *m;
1590   register enum rtx_code code;
1591   register const char *fmt;
1592
1593   if (x == y)
1594     return 1;
1595   if (x == 0 || y == 0)
1596     return 0;
1597
1598   code = GET_CODE (x);
1599
1600   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1601      equal.  */
1602   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1603       && CONSTANT_P (y))
1604     {
1605       for (m = movables; m; m = m->next)
1606         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1607             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1608           return 1;
1609     }
1610   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1611            && CONSTANT_P (x))
1612     {
1613       for (m = movables; m; m = m->next)
1614         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1615             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1616           return 1;
1617     }
1618
1619   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1620   if (code != GET_CODE (y))
1621     return 0;
1622
1623   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1624      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1625
1626   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1627     return 0;
1628
1629   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1630   if (code == REG)
1631     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1632
1633   if (code == LABEL_REF)
1634     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1635   if (code == SYMBOL_REF)
1636     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1637
1638   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1639      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1640
1641   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1642   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1643     {
1644       switch (fmt[i])
1645         {
1646         case 'w':
1647           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1648             return 0;
1649           break;
1650
1651         case 'i':
1652           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1653             return 0;
1654           break;
1655
1656         case 'E':
1657           /* Two vectors must have the same length.  */
1658           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1659             return 0;
1660
1661           /* And the corresponding elements must match.  */
1662           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1663             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1664               return 0;
1665           break;
1666
1667         case 'e':
1668           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1669             return 0;
1670           break;
1671
1672         case 's':
1673           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1674             return 0;
1675           break;
1676
1677         case 'u':
1678           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1679           break;
1680
1681         case '0':
1682           break;
1683
1684           /* It is believed that rtx's at this level will never
1685              contain anything but integers and other rtx's,
1686              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1687         default:
1688           abort ();
1689         }
1690     }
1691   return 1;
1692 }
1693 \f
1694 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1695   insns in INSNS which use thet reference.  */
1696
1697 static void
1698 add_label_notes (x, insns)
1699      rtx x;
1700      rtx insns;
1701 {
1702   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1703   int i, j;
1704   const char *fmt;
1705   rtx insn;
1706
1707   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1708     {
1709       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1710          avoid flow generating (slighly) worse code.
1711
1712          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1713          mark_jump_label for additional information).  */
1714       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1715         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1716           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1717                                                 REG_NOTES (insn));
1718     }
1719
1720   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1721   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1722     {
1723       if (fmt[i] == 'e')
1724         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1725       else if (fmt[i] == 'E')
1726         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1727           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1728     }
1729 }
1730 \f
1731 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1732    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1733    other throughout.  */
1734
1735 static void
1736 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1737      struct movable *movables;
1738      int threshold;
1739      int insn_count;
1740      rtx loop_start;
1741      rtx end;
1742      int nregs;
1743 {
1744   rtx new_start = 0;
1745   register struct movable *m;
1746   register rtx p;
1747   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1748      when we move several insns that load the same value
1749      into different pseudo-registers.  */
1750   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1751   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1752
1753   bzero (already_moved, nregs);
1754   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1755
1756   num_movables = 0;
1757
1758   for (m = movables; m; m = m->next)
1759     {
1760       /* Describe this movable insn.  */
1761
1762       if (loop_dump_stream)
1763         {
1764           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1765                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1766           if (m->consec > 0)
1767             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1768           if (m->cond)
1769             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1770           if (m->force)
1771             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1772           if (m->global)
1773             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1774           if (m->done)
1775             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1776           if (m->move_insn)
1777             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1778           if (m->match)
1779             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1780                      INSN_UID (m->match->insn));
1781           if (m->forces)
1782             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1783                      INSN_UID (m->forces->insn));
1784         }
1785
1786       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1787       num_movables++;
1788
1789       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1790          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1791
1792       if (!m->done
1793           && (! m->cond
1794               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1795                   && (m->dependencies == 0
1796                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1797                   && (m->consec == 0
1798                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1799                                                        m->consec + 1,
1800                                                        m->insn))))
1801           && (! m->forces || m->forces->done))
1802         {
1803           register int regno;
1804           register rtx p;
1805           int savings = m->savings;
1806
1807           /* We have an insn that is safe to move.
1808              Compute its desirability.  */
1809
1810           p = m->insn;
1811           regno = m->regno;
1812
1813           if (loop_dump_stream)
1814             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1815
1816           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1817             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1818
1819           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1820              which is safe only if this one is moved too: that is,
1821              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1822
1823           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1824              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1825              If it's not desirable, it means the loop is so big
1826              that moving won't speed things up much,
1827              and it is liable to make register usage worse.  */
1828
1829           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1830              extra cost because something else was already moved.  */
1831
1832           if (already_moved[regno]
1833               || flag_move_all_movables
1834               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1835                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1836               || (m->forces && m->forces->done
1837                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1838             {
1839               int count;
1840               register struct movable *m1;
1841               rtx first;
1842
1843               /* Now move the insns that set the reg.  */
1844
1845               if (m->partial && m->match)
1846                 {
1847                   rtx newpat, i1;
1848                   rtx r1, r2;
1849                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1850                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1851                      And that reg is loaded with 0 directly,
1852                      since it has ->match == 0.  */
1853                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1854                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1855                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1856                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1857
1858                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1859                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1860                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1861                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1862                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1863                   regs_may_share
1864                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1865                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1866                                                             regs_may_share));
1867                   delete_insn (m->insn);
1868
1869                   if (new_start == 0)
1870                     new_start = i1;
1871
1872                   if (loop_dump_stream)
1873                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1874                 }
1875               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1876                  new move insn, first delete what we have and then emit
1877                  the move insn before the loop.  */
1878               else if (m->move_insn)
1879                 {
1880                   rtx i1, temp;
1881
1882                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1883                     {
1884                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1885                          skip to the end.  */
1886                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1887                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1888                         p = XEXP (temp, 0);
1889
1890                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1891                          delete every insn in the sequence except the last.
1892                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1893                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1894                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1895                         {
1896                           temp = XEXP (temp, 0);
1897                           while (temp != p)
1898                             temp = delete_insn (temp);
1899                         }
1900
1901                       temp = p;
1902                       p = delete_insn (p);
1903
1904                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1905                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1906                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1907                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1908                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1909                          insn stream.  */
1910                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1911                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1912                     }
1913
1914                   start_sequence ();
1915                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1916                   temp = get_insns ();
1917                   end_sequence ();
1918
1919                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1920
1921                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1922                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1923                     REG_NOTES (i1)
1924                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1925                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1926
1927                   if (loop_dump_stream)
1928                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1929
1930                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1931                   threshold -= 3;
1932                 }
1933               else
1934                 {
1935                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1936                     {
1937                       rtx i1, temp;
1938
1939                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1940                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1941                          be an insn here.  */
1942                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1943                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1944                         p = XEXP (temp, 0);
1945
1946                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1947                          insns except the last before the loop.  The last
1948                          insn is handled in the normal manner.  */
1949                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1950                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1951                         {
1952                           rtx fn_address = 0;
1953                           rtx fn_reg = 0;
1954                           rtx fn_address_insn = 0;
1955
1956                           first = 0;
1957                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1958                                temp = NEXT_INSN (temp))
1959                             {
1960                               rtx body;
1961                               rtx n;
1962                               rtx next;
1963
1964                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1965                                 continue;
1966
1967                               body = PATTERN (temp);
1968
1969                               /* Find the next insn after TEMP,
1970                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1971                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1972                                    next = NEXT_INSN (next))
1973                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1974                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1975                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1976                                   break;
1977
1978                               /* If that is the call, this may be the insn
1979                                  that loads the function address.
1980
1981                                  Extract the function address from the insn
1982                                  that loads it into a register.
1983                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1984
1985                                  So emit a new move insn that copies the
1986                                  function address into the register that the
1987                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1988                                  redundant stores that we have created.  */
1989                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1990                                   && GET_CODE (body) == SET
1991                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1992                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1993                                                          NULL_RTX)))
1994                                 {
1995                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1996                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1997                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1998                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1999                                   fn_address_insn = temp;
2000                                 }
2001                               /* We have the call insn.
2002                                  If it uses the register we suspect it might,
2003                                  load it with the correct address directly.  */
2004                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2005                                   && fn_address != 0
2006                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2007                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2008                                                                 fn_address),
2009                                                  fn_address_insn);
2010
2011                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2012                                 {
2013                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2014                                   /* Because the USAGE information potentially
2015                                      contains objects other than hard registers
2016                                      we need to copy it.  */
2017                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2018                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2019                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2020                                 }
2021                               else
2022                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2023                               if (first == 0)
2024                                 first = i1;
2025                               if (temp == fn_address_insn)
2026                                 fn_address_insn = i1;
2027                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2028                               delete_insn (temp);
2029                             }
2030                           if (new_start == 0)
2031                             new_start = first;
2032                         }
2033                       if (m->savemode != VOIDmode)
2034                         {
2035                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2036                              the bits that are not covered by the mode
2037                              m->savemode.  */
2038                           rtx reg = m->set_dest;
2039                           rtx sequence;
2040                           rtx tem;
2041
2042                           start_sequence ();
2043                           tem = expand_binop
2044                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2045                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2046                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2047                                       - 1),
2048                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2049                           if (tem == 0)
2050                             abort ();
2051                           if (tem != reg)
2052                             emit_move_insn (reg, tem);
2053                           sequence = gen_sequence ();
2054                           end_sequence ();
2055                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2056                         }
2057                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2058                         {
2059                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2060                           /* Because the USAGE information potentially
2061                              contains objects other than hard registers
2062                              we need to copy it.  */
2063                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2064                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2065                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2066                         }
2067                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2068                         {
2069                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2070                              use the REG_EQUAL note.  */
2071                           start_sequence ();
2072                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2073                           temp = get_insns ();
2074                           end_sequence ();
2075
2076                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2077
2078                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2079                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2080                             REG_NOTES (i1)
2081                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2082                                                     : REG_EQUAL),
2083                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2084                         }
2085                       else
2086                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2087
2088                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2089                         {
2090                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2091
2092                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2093                              is not loop invariant, then delete it, since it
2094                              may cause problems with later optimization passes.
2095                              It is possible for cse to create such notes
2096                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2097
2098                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2099                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2100                             remove_note (i1, temp);
2101                         }
2102
2103                       if (new_start == 0)
2104                         new_start = i1;
2105
2106                       if (loop_dump_stream)
2107                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2108                                  INSN_UID (i1));
2109
2110                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2111                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2112                          and REG_RETVAL on I1.  */
2113                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2114                         {
2115                           XEXP (temp, 0) = first;
2116                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2117                           XEXP (temp, 0) = i1;
2118                         }
2119
2120                       temp = p;
2121                       delete_insn (p);
2122                       p = NEXT_INSN (p);
2123
2124                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2125                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2126                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2127                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2128                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2129                          insn stream.  */
2130                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2131                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2132                     }
2133
2134                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2135                   threshold -= 3;
2136                 }
2137
2138               /* Any other movable that loads the same register
2139                  MUST be moved.  */
2140               already_moved[regno] = 1;
2141
2142               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2143               moved_once[regno] = 1;
2144
2145               /* The reg set here is now invariant.  */
2146               if (! m->partial)
2147                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2148
2149               m->done = 1;
2150
2151               /* Change the length-of-life info for the register
2152                  to say it lives at least the full length of this loop.
2153                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2154
2155               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2156                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2157                    We can't use the moved insn because it is out of range
2158                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2159                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2160               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2161                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2162
2163               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2164
2165               if (! m->partial)
2166                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2167                   if (m1->match == m)
2168                     {
2169                       rtx temp;
2170
2171                       /* Schedule the reg loaded by M1
2172                          for replacement so that shares the reg of M.
2173                          If the modes differ (only possible in restricted
2174                          circumstances, make a SUBREG.
2175
2176                          Note this assumes that the target dependent files
2177                          treat REG and SUBREG equally, including within
2178                          GO_IF_LEGITIMATE_ADDRESS and in all the
2179                          predicates since we never verify that replacing the
2180                          original register with a SUBREG results in a
2181                          recognizable insn.  */
2182                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2183                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2184                       else
2185                         reg_map[m1->regno]
2186                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2187                                                 m->set_dest);
2188
2189                       /* Get rid of the matching insn
2190                          and prevent further processing of it.  */
2191                       m1->done = 1;
2192
2193                       /* if library call, delete all insn except last, which
2194                          is deleted below */
2195                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2196                                                  NULL_RTX)))
2197                         {
2198                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2199                                temp = NEXT_INSN (temp))
2200                             delete_insn (temp);
2201                         }
2202                       delete_insn (m1->insn);
2203
2204                       /* Any other movable that loads the same register
2205                          MUST be moved.  */
2206                       already_moved[m1->regno] = 1;
2207
2208                       /* The reg merged here is now invariant,
2209                          if the reg it matches is invariant.  */
2210                       if (! m->partial)
2211                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2212                     }
2213             }
2214           else if (loop_dump_stream)
2215             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2216         }
2217       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2218         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2219
2220       if (loop_dump_stream)
2221         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2222     }
2223
2224   if (new_start == 0)
2225     new_start = loop_start;
2226
2227   /* Go through all the instructions in the loop, making
2228      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2229   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2230     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2231         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2232       {
2233         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2234         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2235         INSN_CODE (p) = -1;
2236       }
2237 }
2238 \f
2239 #if 0
2240 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2241    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2242
2243 static void
2244 replace_call_address (x, reg, addr)
2245      rtx x, reg, addr;
2246 {
2247   register enum rtx_code code;
2248   register int i;
2249   register const char *fmt;
2250
2251   if (x == 0)
2252     return;
2253   code = GET_CODE (x);
2254   switch (code)
2255     {
2256     case PC:
2257     case CC0:
2258     case CONST_INT:
2259     case CONST_DOUBLE:
2260     case CONST:
2261     case SYMBOL_REF:
2262     case LABEL_REF:
2263     case REG:
2264       return;
2265
2266     case SET:
2267       /* Short cut for very common case.  */
2268       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2269       return;
2270
2271     case CALL:
2272       /* Short cut for very common case.  */
2273       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2274       return;
2275
2276     case MEM:
2277       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2278          something is wrong.  */
2279       if (XEXP (x, 0) != reg)
2280         abort ();
2281       XEXP (x, 0) = addr;
2282       return;
2283
2284     default:
2285       break;
2286     }
2287
2288   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2289   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2290     {
2291       if (fmt[i] == 'e')
2292         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2293       if (fmt[i] == 'E')
2294         {
2295           register int j;
2296           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2297             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2298         }
2299     }
2300 }
2301 #endif
2302 \f
2303 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2304    in the rtx X.  */
2305
2306 static int
2307 count_nonfixed_reads (x)
2308      rtx x;
2309 {
2310   register enum rtx_code code;
2311   register int i;
2312   register const char *fmt;
2313   int value;
2314
2315   if (x == 0)
2316     return 0;
2317
2318   code = GET_CODE (x);
2319   switch (code)
2320     {
2321     case PC:
2322     case CC0:
2323     case CONST_INT:
2324     case CONST_DOUBLE:
2325     case CONST:
2326     case SYMBOL_REF:
2327     case LABEL_REF:
2328     case REG:
2329       return 0;
2330
2331     case MEM:
2332       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2333               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2334
2335     default:
2336       break;
2337     }
2338
2339   value = 0;
2340   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2341   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2342     {
2343       if (fmt[i] == 'e')
2344         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2345       if (fmt[i] == 'E')
2346         {
2347           register int j;
2348           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2349             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2350         }
2351     }
2352   return value;
2353 }
2354
2355 \f
2356 #if 0
2357 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2358    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2359    if the machine supports such an instruction,
2360    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2361
2362 static void
2363 constant_high_bytes (p, loop_start)
2364      rtx p, loop_start;
2365 {
2366   register rtx new;
2367   register int insn_code_number;
2368
2369   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2370      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2371
2372   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2373                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2374                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2375                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2376                                    0)),
2377                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2378   insn_code_number = recog (new, p);
2379
2380   if (insn_code_number)
2381     {
2382       register int i;
2383
2384       /* Clear destination register before the loop.  */
2385       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2386                                      const0_rtx),
2387                         loop_start);
2388
2389       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2390       PATTERN (p) = new;
2391     }
2392 }
2393 #endif
2394 \f
2395 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2396    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2397    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2398    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2399
2400 static void
2401 prescan_loop (start, end)
2402      rtx start, end;
2403 {
2404   register int level = 1;
2405   rtx insn;
2406   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2407   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2408      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2409      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2410      might end up between the two.  */
2411   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2412   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2413     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2414
2415   unknown_address_altered = 0;
2416   loop_has_call = 0;
2417   loop_has_volatile = 0;
2418   loop_has_tablejump = 0;
2419   loop_store_mems = NULL_RTX;
2420   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2421   loop_mems_idx = 0;
2422
2423   num_mem_sets = 0;
2424   loops_enclosed = 1;
2425   loop_continue = 0;
2426
2427   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2428        insn = NEXT_INSN (insn))
2429     {
2430       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2431         {
2432           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2433             {
2434               ++level;
2435               /* Count number of loops contained in this one.  */
2436               loops_enclosed++;
2437             }
2438           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2439             {
2440               --level;
2441               if (level == 0)
2442                 {
2443                   end = insn;
2444                   break;
2445                 }
2446             }
2447           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2448             {
2449               if (level == 1)
2450                 loop_continue = insn;
2451             }
2452         }
2453       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2454         {
2455           if (! CONST_CALL_P (insn))
2456             unknown_address_altered = 1;
2457           loop_has_call = 1;
2458         }
2459       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2460         {
2461           rtx label1 = NULL_RTX;
2462           rtx label2 = NULL_RTX;
2463
2464           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2465             loop_has_volatile = 1;
2466
2467           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2468               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2469                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2470             loop_has_tablejump = 1;
2471
2472           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2473           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2474             first_loop_store_insn = insn;
2475
2476           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2477               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2478               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2479               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2480             {
2481               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2482                 {
2483                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2484                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2485                 }
2486               else
2487                 {
2488                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2489                 }
2490
2491               do {
2492                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2493                   {
2494                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2495                       {
2496                         /* Something tricky.  */
2497                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2498                         break;
2499                       }
2500                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2501                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2502                       {
2503                         /* A jump outside the current loop.  */
2504                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2505                         break;
2506                       }
2507                   }
2508
2509                 label1 = label2;
2510                 label2 = NULL_RTX;
2511               } while (label1);
2512             }
2513         }
2514       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2515         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2516     }
2517
2518   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2519   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2520       !unknown_address_altered
2521       /* An exception thrown by a called function might land us
2522          anywhere.  */
2523       && !loop_has_call
2524       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2525          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2526          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2527          require actual function calls.  */
2528       && !current_function_calls_alloca
2529       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2530          end.  */
2531       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2532     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2533          insn = NEXT_INSN (insn))
2534       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2535 }
2536 \f
2537 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2538    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2539    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2540    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2541    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2542    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2543    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2544
2545 static void
2546 verify_dominator (loop_number)
2547      int loop_number;
2548 {
2549   rtx insn;
2550
2551   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2552     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2553        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2554     return;
2555   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2556     {
2557       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2558       return;
2559     }
2560   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2561        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2562        insn = NEXT_INSN (insn))
2563     {
2564       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2565           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2566         {
2567           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2568           int label_luid;
2569
2570           /* If it is not a jump we can easily understand or for
2571              which we do not have jump target information in the JUMP_LABEL
2572              field (consider ADDR_VEC and ADDR_DIFF_VEC insns), then clear
2573              LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2574           if ((! condjump_p (insn)
2575                && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2576               || label == NULL_RTX)
2577             {
2578               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2579               return;
2580             }
2581
2582           label_luid = INSN_LUID (label);
2583           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2584               && (label_luid
2585                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2586             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2587         }
2588     }
2589 }
2590
2591 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2592    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2593    to from outside the loop.  */
2594
2595 static void
2596 find_and_verify_loops (f)
2597      rtx f;
2598 {
2599   rtx insn, label;
2600   int current_loop = -1;
2601   int next_loop = -1;
2602   int loop;
2603
2604   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2605
2606   /* If there are jumps to undefined labels,
2607      treat them as jumps out of any/all loops.
2608      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2609   uid_loop_num[0] = -1;
2610
2611   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2612      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2613
2614   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2615     {
2616       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2617         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2618           {
2619           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2620             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2621             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2622             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2623             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2624             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2625             loop_invalid[next_loop] = 0;
2626             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2627             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2628             current_loop = next_loop;
2629             break;
2630
2631           case NOTE_INSN_SETJMP:
2632             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2633                enclosing loop.  */
2634             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2635               {
2636                 loop_invalid[loop] = 1;
2637                 if (loop_dump_stream)
2638                   fprintf (loop_dump_stream,
2639                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2640                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2641               }
2642             break;
2643
2644           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2645             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2646             break;
2647           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2648             if (current_loop == -1)
2649               abort ();
2650
2651             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2652             verify_dominator (current_loop);
2653             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2654             break;
2655
2656           default:
2657             break;
2658           }
2659       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2660          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2661       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2662                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2663                && current_loop >= 0)
2664         {
2665           int this_loop;
2666           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2667
2668           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2669             label = NULL_RTX;
2670
2671           this_loop = current_loop;
2672           do
2673             {
2674               /* First see if we care about this loop.  */
2675               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2676                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2677                 {
2678                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2679                      loop_number_const_dominator.  */
2680                   if (! label)
2681                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2682                   else
2683                     /* Check if the destination is between loop start and
2684                        cont.  */
2685                     if ((INSN_LUID (label)
2686                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2687                         && (INSN_LUID (label)
2688                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2689                         /* And if there is no later destination already
2690                            recorded.  */
2691                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2692                             || (INSN_LUID (label)
2693                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2694                                              [this_loop]))))
2695                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2696                 }
2697               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2698             }
2699           while (this_loop >= 0);
2700         }
2701
2702       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2703          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2704       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2705     }
2706
2707   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2708      because it can be jumped into from anywhere.  */
2709
2710   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2711     {
2712       int loop_num;
2713
2714       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2715            loop_num != -1;
2716            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2717         loop_invalid[loop_num] = 1;
2718     }
2719
2720   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2721      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2722
2723   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2724     {
2725       int loop_num;
2726
2727       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2728            loop_num != -1;
2729            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2730         loop_invalid[loop_num] = 1;
2731     }
2732
2733   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2734      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2735      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2736      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2737      anywhere.
2738
2739      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2740      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2741      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2742      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2743      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2744      possible second cse pass.  */
2745
2746   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2747     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2748       {
2749         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2750
2751         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2752           {
2753             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2754             if (note)
2755               {
2756                 int loop_num;
2757
2758                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2759                      loop_num != -1;
2760                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2761                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2762               }
2763           }
2764
2765         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2766           continue;
2767
2768         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2769
2770         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2771         if (this_loop_num != -1
2772             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2773                 || (simplejump_p (insn)
2774                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2775                         != this_loop_num)))
2776             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2777           {
2778             rtx p;
2779             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2780             int dest_loop;
2781             int outer_loop = -1;
2782
2783             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2784                or a JUMP_INSN.  */
2785             for (p = PREV_INSN (insn);
2786                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2787                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2788                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2789                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2790                  p = PREV_INSN (p))
2791               ;
2792
2793             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2794                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2795
2796             if (JUMP_LABEL (insn))
2797               {
2798                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2799                 if (dest_loop != -1)
2800                   {
2801                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2802                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2803                       if (outer_loop == this_loop_num)
2804                         break;
2805                   }
2806               }
2807
2808             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2809
2810             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2811                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2812               outer_loop = this_loop_num;
2813
2814             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2815                we have a block of code to try to move.
2816
2817                We look backward and then forward from the target of INSN
2818                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2819                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2820                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2821                and move the block of code to the spot we found.  */
2822
2823             if (outer_loop == -1
2824                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2825                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2826                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2827                    These always indicate compilation errors.  */
2828                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2829                 && condjump_p (p)
2830                 && ! simplejump_p (p)
2831                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2832               {
2833                 rtx target
2834                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2835                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2836                 rtx loc;
2837
2838                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2839                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2840                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2841                     break;
2842
2843                 if (loc == 0)
2844                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2845                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2846                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2847                       break;
2848
2849                 if (loc)
2850                   {
2851                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2852                     rtx new_label = get_label_after (p);
2853
2854                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2855                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2856
2857                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2858                        we can invert P.  */
2859                    if (invert_jump (p, new_label))
2860                      {
2861                        rtx q, r;
2862
2863                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2864                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2865                           path, we'll need to insert an jump around our block
2866                           and a add a BARRIER before TARGET.
2867
2868                           This creates an extra unconditional jump outside
2869                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2870                           executed instructions from inside the loop usually
2871                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2872                           outside the loop.  */
2873                        if (loc == 0)
2874                          {
2875                            rtx temp;
2876
2877                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2878                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2879                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2880                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2881                            loc = emit_barrier_before (target);
2882                          }
2883
2884                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2885                           block after LOC.  */
2886                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2887                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2888
2889                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2890                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2891                             q = NEXT_INSN (q))
2892                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2893
2894                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2895                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2896                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2897                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2898                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2899                        if (JUMP_LABEL (insn))
2900                          {
2901                            int loop_num;
2902
2903                            for (q = 0,
2904                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2905                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2906                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2907                                {
2908                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2909                                  if (q)
2910                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2911                                  else
2912                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2913                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2914                                  break;
2915                                }
2916
2917                            for (loop_num = this_loop_num;
2918                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2919                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2920                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2921
2922                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2923                            if (! r)
2924                              abort ();
2925                          }
2926
2927                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2928                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2929                           The easiest way to do this is to just call
2930                           mark_loop_jump again for P.  */
2931                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2932
2933                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2934                           delete INSN.  */
2935                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2936                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2937                                == next_real_insn (insn)))
2938                          delete_insn (insn);
2939                      }
2940
2941                     /* Continue the loop after where the conditional
2942                        branch used to jump, since the only branch insn
2943                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2944                        branch and hence needs no processing.  */
2945                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2946
2947                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2948                       delete_insn (cond_label);
2949
2950                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2951                     insn = PREV_INSN (insn);
2952                   }
2953               }
2954           }
2955       }
2956 }
2957
2958 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2959    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2960
2961    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2962
2963 static void
2964 mark_loop_jump (x, loop_num)
2965      rtx x;
2966      int loop_num;
2967 {
2968   int dest_loop;
2969   int outer_loop;
2970   int i;
2971
2972   switch (GET_CODE (x))
2973     {
2974     case PC:
2975     case USE:
2976     case CLOBBER:
2977     case REG:
2978     case MEM:
2979     case CONST_INT:
2980     case CONST_DOUBLE:
2981     case RETURN:
2982       return;
2983
2984     case CONST:
2985       /* There could be a label reference in here.  */
2986       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2987       return;
2988
2989     case PLUS:
2990     case MINUS:
2991     case MULT:
2992       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2993       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2994       return;
2995
2996     case LO_SUM:
2997       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2998       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2999       return;
3000
3001     case SIGN_EXTEND:
3002     case ZERO_EXTEND:
3003       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
3004       return;
3005
3006     case LABEL_REF:
3007       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
3008
3009       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
3010          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
3011          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
3012          false.  */
3013
3014       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3015          since this does not count as a loop exit.  */
3016       if (dest_loop != -1)
3017         {
3018           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3019                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3020             if (outer_loop == loop_num)
3021               break;
3022         }
3023       else
3024         outer_loop = -1;
3025
3026       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3027         {
3028           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3029           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3030           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3031
3032           for (outer_loop = loop_num;
3033                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3034                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3035             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3036         }
3037
3038       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3039          by it, it invalidates at least one loop.  */
3040
3041       if (dest_loop == -1)
3042         return;
3043
3044       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3045          label, except those that also contain the jump insn.  */
3046
3047       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3048         {
3049           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3050           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3051                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3052             if (dest_loop == outer_loop)
3053               return;
3054
3055           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3056           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3057             fprintf (loop_dump_stream,
3058                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3059                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3060
3061           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3062         }
3063       return;
3064
3065     case SET:
3066       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3067       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3068         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3069       return;
3070
3071     case IF_THEN_ELSE:
3072       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3073       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3074       return;
3075
3076     case PARALLEL:
3077     case ADDR_VEC:
3078       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3079         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3080       return;
3081
3082     case ADDR_DIFF_VEC:
3083       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3084         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3085       return;
3086
3087     default:
3088       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3089          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3090          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3091          loop and any containing loops as invalid.  */
3092       if (loop_num != -1)
3093         {
3094           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3095                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3096             {
3097               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3098                 fprintf (loop_dump_stream,
3099                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3100                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3101               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3102             }
3103         }
3104       return;
3105     }
3106 }
3107 \f
3108 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3109    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3110    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3111    been previously created by loop.c).  */
3112
3113 static int
3114 labels_in_range_p (insn, end)
3115      rtx insn;
3116      int end;
3117 {
3118   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3119     {
3120       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3121         return 1;
3122       insn = NEXT_INSN (insn);
3123     }
3124
3125   return 0;
3126 }
3127
3128 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3129
3130 static void
3131 note_addr_stored (x, y)
3132      rtx x;
3133      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3134 {
3135   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3136     return;
3137
3138   /* Count number of memory writes.
3139      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3140   num_mem_sets++;
3141
3142   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3143   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3144     unknown_address_altered = 1;
3145
3146   if (unknown_address_altered)
3147     return;
3148
3149   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3150 }
3151 \f
3152 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3153
3154    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3155
3156    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3157    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3158    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3159
3160 int
3161 invariant_p (x)
3162      register rtx x;
3163 {
3164   register int i;
3165   register enum rtx_code code;
3166   register const char *fmt;
3167   int conditional = 0;
3168   rtx mem_list_entry;
3169
3170   if (x == 0)
3171     return 1;
3172   code = GET_CODE (x);
3173   switch (code)
3174     {
3175     case CONST_INT:
3176     case CONST_DOUBLE:
3177     case SYMBOL_REF:
3178     case CONST:
3179       return 1;
3180
3181     case LABEL_REF:
3182       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3183          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3184          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3185          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3186          the address of this label into a register might get moved outside
3187          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3188
3189          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3190          labels.  */
3191       if (flag_unroll_loops)
3192         return 0;
3193       else
3194         return 1;
3195
3196     case PC:
3197     case CC0:
3198     case UNSPEC_VOLATILE:
3199       return 0;
3200
3201     case REG:
3202       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3203          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3204
3205       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3206            || x == arg_pointer_rtx)
3207           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3208         return 1;
3209
3210       if (loop_has_call
3211           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3212         return 0;
3213
3214       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3215         return 2;
3216
3217       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3218
3219     case MEM:
3220       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3221          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3222          will be rejected also.  */
3223       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3224         return 0;
3225
3226       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3227          invariant if their address is.  */
3228       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3229         break;
3230
3231       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3232          clobbered.  */
3233       if (unknown_address_altered)
3234         return 0;
3235
3236       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3237       mem_list_entry = loop_store_mems;
3238       while (mem_list_entry)
3239         {
3240           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3241                                x, rtx_varies_p))
3242             return 0;
3243           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3244         }
3245
3246       /* It's not invalidated by a store in memory
3247          but we must still verify the address is invariant.  */
3248       break;
3249
3250     case ASM_OPERANDS:
3251       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3252       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3253         return 0;
3254       break;
3255
3256     default:
3257       break;
3258     }
3259
3260   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3261   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3262     {
3263       if (fmt[i] == 'e')
3264         {
3265           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3266           if (tem == 0)
3267             return 0;
3268           if (tem == 2)
3269             conditional = 1;
3270         }
3271       else if (fmt[i] == 'E')
3272         {
3273           register int j;
3274           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3275             {
3276               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3277               if (tem == 0)
3278                 return 0;
3279               if (tem == 2)
3280                 conditional = 1;
3281             }
3282
3283         }
3284     }
3285
3286   return 1 + conditional;
3287 }
3288
3289 \f
3290 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3291    are INSN and the immediately following insns,
3292    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3293    (not counting uses of REG in them).
3294
3295    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3296
3297    We assume that INSN itself is the first set of REG
3298    and that its source is invariant.  */
3299
3300 static int
3301 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3302      int n_sets;
3303      rtx reg, insn;
3304 {
3305   register rtx p = insn;
3306   register int regno = REGNO (reg);
3307   rtx temp;
3308   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3309   int count = n_sets - 1;
3310   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3311   int value = 0;
3312   int this;
3313
3314   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3315   if (n_sets == 127)
3316     return 0;
3317
3318   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3319
3320   while (count > 0)
3321     {
3322       register enum rtx_code code;
3323       rtx set;
3324
3325       p = NEXT_INSN (p);
3326       code = GET_CODE (p);
3327
3328       /* If library call, skip to end of it.  */
3329       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3330         p = XEXP (temp, 0);
3331
3332       this = 0;
3333       if (code == INSN
3334           && (set = single_set (p))
3335           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3336           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3337         {
3338           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3339           if (this != 0)
3340             value |= this;
3341           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3342             {
3343               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3344                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3345                  notes are OK.  */
3346               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3347                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3348                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3349               if (this != 0)
3350                 value |= this;
3351             }
3352         }
3353       if (this != 0)
3354         count--;
3355       else if (code != NOTE)
3356         {
3357           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3358           return 0;
3359         }
3360     }
3361
3362   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3363   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3364   return 1 + (value & 2);
3365 }
3366
3367 #if 0
3368 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3369    to be moved, so we no longer test it.  */
3370
3371 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3372    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3373
3374 static int
3375 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3376      rtx reg, insn;
3377      short *table;
3378 {
3379   register rtx p = insn;
3380   register int regno = REGNO (reg);
3381
3382   while (1)
3383     {
3384       register enum rtx_code code;
3385       p = NEXT_INSN (p);
3386       code = GET_CODE (p);
3387       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3388         return 1;
3389       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3390           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3391           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3392         {
3393           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3394             return 0;
3395         }
3396     }
3397 }
3398 #endif /* 0 */
3399 \f
3400 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3401    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3402    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3403
3404 static void
3405 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3406      rtx insn;
3407      rtx x;
3408      varray_type usage;
3409 {
3410   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3411   const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3412   int i, j;
3413
3414   if (code == REG)
3415     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3416       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3417          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3418         ? const0_rtx : insn;
3419
3420   else if (code == SET)
3421     {
3422       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3423          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3424          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3425          for it.  */
3426       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3427         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3428       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3429     }
3430   else
3431     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3432       {
3433         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3434           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3435         else if (fmt[i] == 'E')
3436           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3437             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3438       }
3439 }
3440 \f
3441 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3442    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3443
3444 static void
3445 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3446      rtx insn, x;
3447      varray_type may_not_move;
3448      rtx *last_set;
3449 {
3450   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3451     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3452        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3453     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3454
3455   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3456     {
3457       rtx dest = SET_DEST (x);
3458       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3459              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3460              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3461              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3462         dest = XEXP (dest, 0);
3463       if (GET_CODE (dest) == REG)
3464         {
3465           register int regno = REGNO (dest);
3466           /* If this is the first setting of this reg
3467              in current basic block, and it was set before,
3468              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3469              be moved out of the loop.  */
3470           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3471               && last_set[regno] == 0)
3472             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3473           /* If this is not first setting in current basic block,
3474              see if reg was used in between previous one and this.
3475              If so, neither one can be moved.  */
3476           if (last_set[regno] != 0
3477               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3478             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3479           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3480             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3481           last_set[regno] = insn;
3482         }
3483     }
3484 }
3485
3486 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3487    that is modified by an insn between FROM and TO.
3488    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3489    stop incrementing it, to avoid overflow.
3490
3491    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3492    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3493    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3494    in which case this processing is not done.
3495
3496    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3497    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3498
3499 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3500    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3501
3502 static void
3503 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3504      register rtx from, to;
3505      varray_type may_not_move;
3506      varray_type single_usage;
3507      int *count_ptr;
3508      int nregs;
3509 {
3510   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3511   register rtx insn;
3512   register int count = 0;
3513
3514   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3515   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3516     {
3517       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3518         {
3519           ++count;
3520
3521           /* Record registers that have exactly one use.  */
3522           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3523
3524           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3525           if (REG_NOTES (insn))
3526             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3527
3528           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3529               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3530             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3531           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3532             {
3533               register int i;
3534               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3535                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3536                                may_not_move, last_set);
3537             }
3538         }
3539
3540       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3541         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3542     }
3543   *count_ptr = count;
3544 }
3545 \f
3546 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3547    and that is entered at SCAN_START,
3548    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3549    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3550    from the loop entry point.
3551
3552    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3553    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3554    from an inner loop past two loops.  */
3555
3556 static int
3557 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3558      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3559 {
3560   rtx reg = SET_DEST (set);
3561   rtx p;
3562
3563   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3564      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3565   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3566     {
3567       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3568           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3569         return 1;
3570
3571       if (p == loop_end)
3572         p = loop_start;
3573     }
3574
3575   return 0;
3576 }
3577 \f
3578 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3579    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3580 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3581    value is a linear function of a biv.  */
3582
3583 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3584    Givs by `general_induction_var'.  */
3585
3586 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3587    induction variable, and if so what type.  */
3588
3589 varray_type reg_iv_type;
3590
3591 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3592    if register is an induction variable.  This holds general info for
3593    all induction variables.  */
3594
3595 varray_type reg_iv_info;
3596
3597 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3598    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3599    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3600    to.  */
3601
3602 struct iv_class **reg_biv_class;
3603
3604 /* The head of a list which links together (via the next field)
3605    every iv class for the current loop.  */
3606
3607 struct iv_class *loop_iv_list;
3608
3609 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3610    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3611    separately.  */
3612 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3613
3614 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3615
3616 static rtx note_insn;
3617
3618 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3619
3620 static rtx addr_placeholder;
3621
3622 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3623    for the strength reduction code.  */
3624
3625 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3626    bivs, may cause problems.  */
3627
3628 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3629    performance problems.
3630
3631    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3632    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3633    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3634    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3635    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3636    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3637
3638 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3639    positive.  */
3640
3641 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3642    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3643    e.g. the VAX acb insn.  */
3644
3645 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3646    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3647    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3648 \f
3649 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3650
3651    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3652    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3653    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3654    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3655    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3656
3657    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3658    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3659    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3660    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3661    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3662
3663 static void
3664 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3665                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3666      rtx scan_start;
3667      rtx end;
3668      rtx loop_top;
3669      int insn_count;
3670      rtx loop_start;
3671      rtx loop_end;
3672      rtx loop_cont;
3673      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3674 {
3675   rtx p;
3676   rtx set;
3677   rtx inc_val;
3678   rtx mult_val;
3679   rtx dest_reg;
3680   rtx *location;
3681   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3682      iteration.  */
3683   int not_every_iteration = 0;
3684   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3685      loop iteration.  */
3686   int maybe_multiple = 0;
3687   /* This is 1 if we have past a branch back to the top of the loop
3688      (aka a loop latch).  */
3689   int past_loop_latch = 0;
3690   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3691   struct iv_class *bl, **backbl;
3692   /* Ratio of extra register life span we can justify
3693      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3694      since in that case saving an insn makes more difference
3695      and more registers are available.  */
3696   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3697   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3698   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3699   rtx *reg_map;
3700   int reg_map_size;
3701   int call_seen;
3702   rtx test;
3703   rtx end_insert_before;
3704   int loop_depth = 0;
3705   int n_extra_increment;
3706   struct loop_info loop_iteration_info;
3707   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3708   int unrolled_insn_copies;
3709
3710   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3711      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3712   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3713     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3714
3715   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3716   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3717   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3718     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3719   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3720                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3721
3722   loop_iv_list = 0;
3723   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3724
3725   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3726      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3727      order (i.e. loop order).
3728
3729      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3730      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3731      dummy note insn.  */
3732   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3733     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3734   else
3735     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3736
3737   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3738
3739   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3740        p != NULL_RTX;
3741        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3742     {
3743       if (GET_CODE (p) == INSN
3744           && (set = single_set (p))
3745           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3746         {
3747           dest_reg = SET_DEST (set);
3748           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3749               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3750               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3751             {
3752               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3753                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3754                                        &location))
3755                 {
3756                   /* It is a possible basic induction variable.
3757                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3758
3759                   struct induction *v
3760                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3761
3762                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3763                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3764                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3765                 }
3766               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3767                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3768             }
3769         }
3770
3771       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3772          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3773          jump insn between here and the end of the loop either
3774          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3775          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3776
3777       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3778         {
3779           rtx insn = p;
3780
3781           maybe_multiple = 0;
3782
3783           while (1)
3784             {
3785               insn = NEXT_INSN (insn);
3786               if (insn == scan_start)
3787                 break;
3788               if (insn == end)
3789                 {
3790                   if (loop_top != 0)
3791                     insn = loop_top;
3792                   else
3793                     break;
3794                   if (insn == scan_start)
3795                     break;
3796                 }
3797
3798               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3799                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3800                   && (! condjump_p (insn)
3801                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3802                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3803                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3804                 {
3805                   maybe_multiple = 1;
3806                   break;
3807                 }
3808             }
3809         }
3810
3811       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3812          on whether they will be executed during each iteration.  */
3813       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3814          code in scan_loop.  */
3815       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3816           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3817              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3818              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3819              will be executed if the loop is executed.  */
3820           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3821                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3822                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3823         {
3824           rtx label = 0;
3825
3826           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3827              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3828              loop_number_exits_labels list.  */
3829
3830           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3831                label;
3832                label = LABEL_NEXTREF (label))
3833             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3834               break;
3835
3836           if (! label)
3837             not_every_iteration = 1;
3838         }
3839
3840       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3841         {
3842           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3843              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3844              even though the exit code has been duplicated.
3845
3846              Insns are also again known to be executed each iteration at
3847              the LOOP_CONT note.  */
3848           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3849                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3850               && loop_depth == 0)
3851             not_every_iteration = 0;
3852           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3853             loop_depth++;
3854           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3855             loop_depth--;
3856         }
3857
3858       /* Note if we pass a loop latch.  If we do, then we can not clear
3859          NOT_EVERY_ITERATION below when we pass the last CODE_LABEL in
3860          a loop since a jump before the last CODE_LABEL may have started
3861          a new loop iteration.
3862
3863          Note that LOOP_TOP is only set for rotated loops and we need
3864          this check for all loops, so compare against the CODE_LABEL
3865          which immediately follows LOOP_START.  */
3866       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == NEXT_INSN (loop_start))
3867         past_loop_latch = 1;
3868
3869       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3870          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3871          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3872          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3873
3874          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3875          between here and the test insn of the loop, and we have not passed
3876          a jump to the top of the loop, then we know these insns will be
3877          executed each iteration.  */
3878
3879       if (not_every_iteration
3880           && ! past_loop_latch
3881           && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3882           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3883           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3884         not_every_iteration = 0;
3885     }
3886
3887   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3888      Make a sanity check against n_times_set.  */
3889   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3890     {
3891       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3892           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3893           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3894           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3895           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3896              move.  So leave it alone.  */
3897           || ! bl->incremented)
3898         {
3899           if (loop_dump_stream)
3900             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3901                      bl->regno,
3902                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3903                       ? "not induction variable"
3904                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3905                          : "count error")));
3906
3907           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3908           *backbl = bl->next;
3909         }
3910       else
3911         {
3912           backbl = &bl->next;
3913
3914           if (loop_dump_stream)
3915             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3916         }
3917     }
3918
3919   /* Exit if there are no bivs.  */
3920   if (! loop_iv_list)
3921     {
3922       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3923          strength reduction info available.  */
3924       if (unroll_p)
3925         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3926                      loop_info, 0);
3927
3928       return;
3929     }
3930
3931   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3932      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3933
3934   call_seen = 0;
3935   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3936     {
3937       note_insn = p;
3938
3939       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3940         call_seen = 1;
3941
3942       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3943           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3944         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3945
3946       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3947          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3948          constants and registers and only certain of those.  */
3949       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3950           && JUMP_LABEL (p) != 0
3951           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3952           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3953           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3954           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3955           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3956           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3957           && bl->init_insn == 0)
3958         {
3959           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3960           if (GET_CODE (test) == NE)
3961             {
3962               bl->init_insn = p;
3963               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3964                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3965             }
3966           else
3967             bl->initial_test = test;
3968         }
3969     }
3970
3971   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3972      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3973      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3974   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3975     {
3976       rtx src;
3977       rtx note;
3978
3979       if (! bl->init_insn)
3980         continue;
3981
3982       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3983          is a constant, use the value of that.  */
3984       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3985            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3986           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3987               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3988         src = XEXP (note, 0);
3989       else
3990         src = SET_SRC (bl->init_set);
3991
3992       if (loop_dump_stream)
3993         fprintf (loop_dump_stream,
3994                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3995                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3996
3997       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3998            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3999           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
4000         {
4001           bl->initial_value = src;
4002
4003           if (loop_dump_stream)
4004             {
4005               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
4006                 {
4007                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
4008                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
4009                 }
4010               else
4011                 {
4012                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
4013                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4014                 }
4015             }
4016         }
4017       else
4018         {
4019           struct iv_class *bl2 = 0;
4020           rtx increment;
4021
4022           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
4023              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
4024              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
4025              For simplicity, we only handle the case where there is but a
4026              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
4027           if (bl->biv_count == 1
4028               && bl->regno < max_reg_before_loop
4029               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4030               && GET_CODE (src) == PLUS
4031               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
4032               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4033               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4034                   != NULL_RTX))
4035             {
4036               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4037
4038               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4039                 if (bl2->regno == regno)
4040                   break;
4041             }
4042
4043           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4044           if (bl2
4045               && bl2->biv_count == 1
4046               && rtx_equal_p (increment,
4047                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4048               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4049                  without any intervening labels.  */
4050               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4051                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4052               /* The register from BL2 must be set before the register from
4053                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4054                  the former set.  Currently there can't be any labels
4055                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4056                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4057                  gets used to set always_computable.  */
4058               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4059                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4060                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4061                                             bl2->biv->insn)
4062                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4063               && validate_change (bl->biv->insn,
4064                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4065                                   copy_rtx (src), 0))
4066             {
4067               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4068               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4069               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4070               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4071               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4072
4073               if (loop_dump_stream)
4074                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4075               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4076               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4077               reg_biv_class[bl->regno] = NULL_PTR;
4078               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4079                  before the first giv use.  */
4080               if (dominator
4081                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4082                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4083                                           dominator)
4084                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4085                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4086                 {
4087                   rtx p;
4088                   rtx next;
4089
4090                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4091                     {
4092                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4093                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4094                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4095                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4096                         break;
4097 #ifdef HAVE_cc0
4098                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4099                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4100 #endif
4101                         dominator = next;
4102                     }
4103                   if (loop_dump_stream)
4104                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4105                              INSN_UID (dominator));
4106                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4107                      and adjusting all luids in the range.  */
4108                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4109                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4110                     p = PREV_INSN (p);
4111                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4112                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4113                      this giv, delete it.  */
4114                   if (single_set (bl->init_insn)
4115                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4116                     delete_insn (bl->init_insn);
4117                 }
4118               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4119                 {
4120                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4121                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4122                     p = PREV_INSN (p);
4123                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4124                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4125                                  INSN_LUID (p));
4126                 }
4127               /* Remove this biv from the chain.  */
4128               if (bl->next)
4129                 {
4130                   /* We move the following giv from *bl->next into *bl.
4131                      We have to update reg_biv_class for that moved biv
4132                      to point to its new address.  */
4133                   *bl = *bl->next;
4134                   reg_biv_class[bl->regno] = bl;
4135                 }
4136               else
4137                 {
4138                   *backbl = 0;
4139                   break;
4140                 }
4141             }
4142
4143           /* If we can't make it a giv,
4144              let biv keep initial value of "itself".  */
4145           else if (loop_dump_stream)
4146             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4147         }
4148     }
4149
4150   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4151      all but the last increment into a giv.  */
4152
4153   /* Get an upper bound for the number of registers
4154      we might have after all bivs have been processed.  */
4155   first_increment_giv = max_reg_num ();
4156   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4157     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4158
4159   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4160      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4161   if (n_extra_increment  && ! loop_has_volatile)
4162     {
4163       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4164
4165       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4166       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4167       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4168
4169       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4170         {
4171           struct induction **vp, *v, *next;
4172           int biv_dead_after_loop = 0;
4173
4174           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4175           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4176             {
4177               next = v->next_iv;
4178               v->next_iv = bl->biv;
4179               bl->biv = v;
4180             }
4181
4182           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4183              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4184              would mean that we'd be missing an increment for the final
4185              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4186              the first part of the test to set bl->eliminable.
4187              We don't check here if we can calculate the final value, since
4188              this can't succeed if we already know that there is a jump
4189              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4190              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4191              implies that the jump destination is outside the loop.
4192              If we want to make this check more sophisticated, we should
4193              check each branch between v->insn and next->insn individually
4194              to see if the biv is dead at its destination.  */
4195
4196           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4197               && bl->init_insn
4198               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4199               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4200                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4201 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4202               && ! bl->nonneg
4203 #endif
4204               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4205             biv_dead_after_loop = 1;
4206
4207           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4208             {
4209               HOST_WIDE_INT offset;
4210               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn, note;
4211               int old_regno, new_regno;
4212
4213               if (! v->always_executed
4214                   || v->maybe_multiple
4215                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4216                   || ! next->always_executed
4217                   || next->maybe_multiple
4218                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4219                   || v->mult_val != const1_rtx
4220                   || next->mult_val != const1_rtx
4221                   || ! (biv_dead_after_loop
4222                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4223                 {
4224                   vp = &v->next_iv;
4225                   continue;
4226                 }
4227               offset = INTVAL (v->add_val);
4228               set = single_set (v->insn);
4229               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4230               old_reg = v->dest_reg;
4231               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4232
4233               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4234                  have been allocated with some slop space, so we may not
4235                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4236                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4237               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4238                 {
4239                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4240                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4241                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4242                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4243                   VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
4244                 }
4245
4246               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4247                 {
4248                   vp = &v->next_iv;
4249                   continue;
4250                 }
4251
4252               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4253                  it into the uses.  */
4254
4255               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4256
4257               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4258                    p != next->insn;
4259                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4260                 {
4261                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4262                     continue;
4263                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4264                     {
4265                       last_use_insn = p;
4266                     }
4267                 }
4268
4269               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4270                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4271                  of an inner loop, so there is little point in making this
4272                  a DEST_REG giv anyways.  */
4273               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4274                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4275                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4276                 {
4277                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4278                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4279                       next->add_val, 0))
4280                     abort ();
4281                   vp = &v->next_iv;
4282                   continue;
4283                 }
4284               next->add_val = add_val;
4285               v->dest_reg = dest_reg;
4286               v->giv_type = DEST_REG;
4287               v->location = &SET_SRC (set);
4288               v->cant_derive = 0;
4289               v->combined_with = 0;
4290               v->maybe_dead = 0;
4291               v->derive_adjustment = 0;
4292               v->same = 0;
4293               v->ignore = 0;
4294               v->new_reg = 0;
4295               v->final_value = 0;
4296               v->same_insn = 0;
4297               v->auto_inc_opt = 0;
4298               v->unrolled = 0;
4299               v->shared = 0;
4300               v->derived_from = 0;
4301               v->always_computable = 1;
4302               v->always_executed = 1;
4303               v->replaceable = 1;
4304               v->no_const_addval = 0;
4305
4306               old_regno = REGNO (old_reg);
4307               new_regno = REGNO (dest_reg);
4308               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4309               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4310               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4311               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4312               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4313
4314               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4315               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4316
4317               /* If next_insn has a REG_EQUAL note that mentiones OLD_REG,
4318                  it must be replaced.  */
4319               note = find_reg_note (next->insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
4320               if (note && reg_mentioned_p (old_reg, XEXP (note, 0)))
4321                 XEXP (note, 0) = copy_rtx (SET_SRC (single_set (next->insn)));
4322
4323               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4324                  and record it as a giv.  */
4325               *vp = next;
4326               bl->biv_count--;
4327               v->next_iv = bl->giv;
4328               bl->giv = v;
4329               bl->giv_count++;
4330               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4331               bl->total_benefit += v->benefit;
4332
4333               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4334                  the replaced increment and the next increment, and
4335                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4336               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4337                    p != next->insn;
4338                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4339                 {
4340                   rtx note;
4341
4342                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4343                     continue;
4344                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4345                     {
4346                       last_use_insn = p;
4347                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4348                         abort ();
4349                     }
4350                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4351                     {
4352                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4353                         XEXP (note, 0)
4354                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4355                     }
4356                 }
4357
4358               v->last_use = last_use_insn;
4359               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4360               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4361                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4362                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4363               if (v->lifetime == 0)
4364                 v->ignore = 1;
4365
4366               if (loop_dump_stream)
4367                 fprintf (loop_dump_stream,
4368                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4369                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4370             }
4371         }
4372     }
4373   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4374
4375   /* Search the loop for general induction variables.  */
4376
4377   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4378      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4379
4380   not_every_iteration = 0;
4381   loop_depth = 0;
4382   p = scan_start;
4383   while (1)
4384     {
4385       p = NEXT_INSN (p);
4386       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4387          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4388       if (p == scan_start)
4389         break;
4390       if (p == end)
4391         {
4392           if (loop_top != 0)
4393             p = loop_top;
4394           else
4395             break;
4396           if (p == scan_start)
4397             break;
4398         }
4399
4400       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4401       if (GET_CODE (p) == INSN
4402           && (set = single_set (p))
4403           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4404           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4405         {
4406           rtx src_reg;
4407           rtx add_val;
4408           rtx mult_val;
4409           int benefit;
4410           rtx regnote = 0;
4411           rtx last_consec_insn;
4412
4413           dest_reg = SET_DEST (set);
4414           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4415             continue;
4416
4417           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4418               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4419                                       &mult_val, 0, &benefit)
4420                /* Equivalent expression is a giv.  */
4421                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4422                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4423                                              &add_val, &mult_val, 0,
4424                                              &benefit)))
4425               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4426                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4427               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4428               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4429               && dest_reg != src_reg
4430               /* This must be the only place where the register is set.  */
4431               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4432                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4433                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4434                                                  src_reg, dest_reg,
4435                                                  &add_val, &mult_val,
4436                                                  &last_consec_insn))))
4437             {
4438               struct induction *v
4439                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4440
4441               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4442               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4443                 benefit += libcall_benefit (p);
4444
4445               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4446               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4447                 p = last_consec_insn;
4448
4449               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4450                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4451                           loop_end);
4452
4453             }
4454         }
4455
4456 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4457       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4458       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4459          still does.  */
4460       if (GET_CODE (p) == INSN)
4461         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4462                        loop_end);
4463 #endif
4464
4465       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4466          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4467       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4468         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4469         update_giv_derive (p);
4470
4471       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4472          on whether they will be executed during each iteration.  */
4473       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4474          code in scan_loop.  */
4475       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4476           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4477              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4478              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4479              will be executed if the loop is executed.  */
4480           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4481                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4482                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4483         {
4484           rtx label = 0;
4485
4486           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4487              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4488              loop_number_exits_labels list.  */
4489
4490           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4491                label;
4492                label = LABEL_NEXTREF (label))
4493             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4494               break;
4495
4496           if (! label)
4497             not_every_iteration = 1;
4498         }
4499
4500       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4501         {
4502           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4503              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4504              even though the exit code has been duplicated.
4505
4506              Insns are also again known to be executed each iteration at
4507              the LOOP_CONT note.  */
4508           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4509                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4510               && loop_depth == 0)
4511             not_every_iteration = 0;
4512           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4513             loop_depth++;
4514           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4515             loop_depth--;
4516         }
4517
4518       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4519          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4520          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4521          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4522
4523          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4524          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4525          will be executed each iteration.  */
4526
4527       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4528           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4529           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4530         not_every_iteration = 0;
4531     }
4532
4533   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4534      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4535      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4536      fail if the iteration variable is a giv.  */
4537
4538   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4539
4540   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4541      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4542      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4543      so that final_giv_value will work correctly.  */
4544
4545   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4546     {
4547       struct induction *v;
4548
4549       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4550         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4551           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4552     }
4553
4554   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4555      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4556      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4557   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4558
4559   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4560      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4561      reg_iv_type for a suitable size.  */
4562   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4563   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4564   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4565
4566   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4567      variable elimination.  */
4568
4569   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4570     {
4571       struct induction *v;
4572       int benefit;
4573       int all_reduced;
4574       rtx final_value = 0;
4575       unsigned nregs;
4576
4577       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4578          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4579          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4580          what its final value will be.
4581
4582          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4583          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4584          this biv.  */
4585
4586       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4587          We aren't concerned with any uses of the biv between
4588          init_insn and loop_start since these won't be affected
4589          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4590          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4591          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4592
4593       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4594            && bl->init_insn
4595            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4596            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4597 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4598            && ! bl->nonneg
4599 #endif
4600            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4601           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4602                                               loop_info->n_iterations))
4603 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4604               && ! bl->nonneg
4605 #endif
4606               ))
4607         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4608                                               threshold, insn_count);
4609       else
4610         {
4611           if (loop_dump_stream)
4612             {
4613               fprintf (loop_dump_stream,
4614                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4615                        bl->regno);
4616               fprintf (loop_dump_stream,
4617                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4618                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4619                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4620             }
4621         }
4622
4623       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4624       combine_givs (bl);
4625
4626       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4627          biv have been strength reduced.
4628          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4629       all_reduced = 1;
4630
4631       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4632          it.  Skip giv's combined with others.  */
4633       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4634         {
4635           struct induction *tv;
4636
4637           if (v->ignore || v->same)
4638             continue;
4639
4640           benefit = v->benefit;
4641
4642           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4643              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4644              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4645              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4646              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4647              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4648              a cost.  Similar situations exist.  */
4649           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4650              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4651              be necessary.  */
4652           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4653               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4654             benefit -= copy_cost;
4655
4656           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4657              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4658           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4659
4660           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4661              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4662              This decision can be made independently for each giv.  */
4663
4664 #ifdef AUTO_INC_DEC
4665           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4666              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4667              add_cost that was done above).  */
4668           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4669               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4670             {
4671               if (HAVE_POST_INCREMENT
4672                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4673                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4674               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4675                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4676                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4677               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4678                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4679                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4680               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4681                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4682                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4683             }
4684 #endif
4685
4686           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4687              flag, and clear all_reduced.  */
4688
4689           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4690              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4691              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4692              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4693              exit.  */
4694
4695           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4696               && ! bl->reversed )
4697             {
4698               if (loop_dump_stream)
4699                 fprintf (loop_dump_stream,
4700                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4701                          INSN_UID (v->insn),
4702                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4703               v->ignore = 1;
4704               all_reduced = 0;
4705             }
4706           else
4707             {
4708               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4709                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4710
4711               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4712                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4713                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4714                   {
4715                     if (loop_dump_stream)
4716                       fprintf (loop_dump_stream,
4717                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4718                                INSN_UID (v->insn));
4719                     v->ignore = 1;
4720                     all_reduced = 0;
4721                     break;
4722                   }
4723             }
4724         }
4725
4726       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4727          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4728          dead and should not be used to derive another giv nor to
4729          eliminate a biv.  */
4730       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4731         {
4732           if (v->ignore
4733               || (v->same && v->same->ignore))
4734             continue;
4735
4736           if (v->last_use)
4737             {
4738               struct induction *v1;
4739
4740               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4741                 if (v->last_use == v1->insn)
4742                   v->maybe_dead = 1;
4743             }
4744           else if (v->giv_type == DEST_REG
4745               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4746             {
4747               struct induction *v1;
4748
4749               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4750                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4751                   v->maybe_dead = 1;
4752             }
4753         }
4754
4755       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4756          combinations to reduce register pressure.
4757          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4758          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4759          reallocation here since it allows to check if there are still
4760          more bivs to process.  */
4761       nregs = max_reg_num ();
4762       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4763         {
4764           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4765              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4766           if (bl->next)
4767             nregs += nregs / 4;
4768           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4769           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4770           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4771         }
4772       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4773
4774       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4775
4776       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4777         {
4778           struct induction *tv;
4779           if (! v->ignore && v->same == 0)
4780             {
4781               int auto_inc_opt = 0;
4782
4783               /* If the code for derived givs immediately below has already
4784                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4785               if (! v->new_reg)
4786                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4787
4788               if (v->derived_from)
4789                 {
4790                   struct induction *d = v->derived_from;
4791
4792                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4793                      to replace it in v->insn now.  */
4794                   if (! d->new_reg)
4795                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4796                   PATTERN (v->insn)
4797                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4798                   PATTERN (v->insn)
4799                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4800                   /* For each place where the biv is incremented, add an
4801                      insn to set the new, reduced reg for the giv.
4802                      We used to do this only for biv_count != 1, but
4803                      this fails when there is a giv after a single biv
4804                      increment, e.g. when the last giv was expressed as
4805                      pre-decrement.  */
4806                   for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4807                     {
4808                       /* We always emit reduced giv increments before the
4809                          biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4810                          emitting the add insns for derived givs after the
4811                          biv increment, they pick up the updated value of
4812                          the reduced giv.
4813                          If the reduced giv is processed with
4814                          auto_inc_opt == 1, then it is incremented earlier
4815                          than the biv, hence we'll still pick up the right
4816                          value.
4817                          If it's processed with auto_inc_opt == -1,
4818                          that implies that the biv increment is before the
4819                          first reduced giv's use.  The derived giv's lifetime
4820                          is after the reduced giv's lifetime, hence in this
4821                          case, the biv increment doesn't matter.  */
4822                       emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)), tv->insn);
4823                     }
4824                   continue;
4825                 }
4826
4827 #ifdef AUTO_INC_DEC
4828               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4829                  this is an address giv, then try to put the increment
4830                  immediately after its use, so that flow can create an
4831                  auto-increment addressing mode.  */
4832               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4833                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4834                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4835                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4836                   && ! bl->reversed
4837                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4838                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4839                 {
4840                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4841                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4842                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4843
4844                      We simplify this by looking for the common case where
4845                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4846                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4847                      increment occurs after the address giv, then we can
4848                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4849                      would have to go before other_giv, and we would not be
4850                      able to combine it with the address giv to get an
4851                      auto-inc address.)  */
4852                   if (v->combined_with)
4853                     {
4854                       struct induction *other_giv = 0;
4855
4856                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4857                         if (tv->same == v)
4858                           {
4859                             if (other_giv)
4860                               break;
4861                             else
4862                               other_giv = tv;
4863                           }
4864                       if (! tv && other_giv
4865                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4866                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4867                               == INSN_UID (v->insn))
4868                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4869                         auto_inc_opt = 1;
4870                     }
4871                   /* Check for case where increment is before the address
4872                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4873                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4874                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4875                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4876                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4877                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4878                                && (INSN_LUID (scan_start)
4879                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4880                     auto_inc_opt = -1;
4881                   else
4882                     auto_inc_opt = 1;
4883
4884 #ifdef HAVE_cc0
4885                   {
4886                     rtx prev;
4887
4888                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4889                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4890                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4891                         || (auto_inc_opt == -1
4892                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4893                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4894                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4895                       auto_inc_opt = 0;
4896                   }
4897 #endif
4898
4899                   if (auto_inc_opt)
4900                     v->auto_inc_opt = 1;
4901                 }
4902 #endif
4903
4904               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4905                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4906               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4907                 {
4908                   rtx insert_before;
4909
4910                   if (! auto_inc_opt)
4911                     insert_before = tv->insn;
4912                   else if (auto_inc_opt == 1)
4913                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4914                   else
4915                     insert_before = v->insn;
4916
4917                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4918                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4919                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4920                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4921                     /* A multiply is acceptable here
4922                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4923                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4924                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4925                 }
4926
4927               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4928
4929               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4930                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4931             }
4932         }
4933
4934       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4935          as not reduced.
4936
4937          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4938          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4939          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4940
4941       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4942         {
4943           if (v->same && v->same->ignore)
4944             v->ignore = 1;
4945
4946           if (v->ignore)
4947             continue;
4948
4949           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4950              replaced.  */
4951           if (v->same)
4952             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4953                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4954
4955           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4956             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4957                this giv.  */
4958             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4959           else if (v->replaceable)
4960             {
4961               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4962
4963 #if 0
4964               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4965                  this is unnecessary now?  */
4966
4967               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4968                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4969
4970                  However, especially when unrolling loops, the special
4971                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4972                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4973                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4974                  We can not delete the original insn, since it may be part
4975                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4976                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4977               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4978                                v->insn);
4979 #endif
4980             }
4981           else
4982             {
4983               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4984                  the reduced giv, same as above.  */
4985               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4986                                v->insn);
4987             }
4988
4989           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4990              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4991              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4992              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4993              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4994           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4995             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4996                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4997           else if (v->final_value)
4998             {
4999               rtx insert_before;
5000
5001               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5002                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5003                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
5004                  since this is slightly more efficient.  */
5005               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5006                 insert_before = loop_start;
5007               else
5008                 insert_before = end_insert_before;
5009               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
5010                                 insert_before);
5011
5012 #if 0
5013               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
5014                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
5015                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
5016                  every insn in the libcall.  Note, however, that
5017                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
5018                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
5019                  matter that the original insn remains because it is dead
5020                  anyways.  */
5021               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
5022                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
5023               delete_insn (v->insn);
5024 #endif
5025             }
5026
5027           if (loop_dump_stream)
5028             {
5029               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
5030                        INSN_UID (v->insn));
5031               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
5032               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5033             }
5034         }
5035
5036       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
5037          merit it.  */
5038
5039       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
5040          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
5041          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
5042          combined with.
5043
5044          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
5045          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
5046          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
5047          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
5048          used from the simpler giv.  */
5049
5050       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
5051         if (! v->maybe_dead && v->same)
5052           v->same->maybe_dead = 0;
5053
5054       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
5055          This won't work if ! all_reduced,
5056          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5057
5058          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5059          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5060          be used as a biv replacement.
5061
5062          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5063          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5064          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5065          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5066          replace it with a compare with a constant will fail.
5067
5068          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5069          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5070          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5071
5072       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5073           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5074                                   threshold, insn_count))
5075
5076         {
5077           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5078              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5079              we might want to rewrite it also.  This way some later
5080              pass has more hope of removing the initialization of this
5081              biv entirely.  */
5082
5083           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5084              and we must emit an insn to set it just in case.
5085
5086              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5087              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5088              proper final value for such a biv here anyways.  */
5089           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5090             {
5091               rtx insert_before;
5092
5093               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5094                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5095                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5096                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5097               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5098                 insert_before = loop_start;
5099               else
5100                 insert_before = end_insert_before;
5101
5102               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5103                                 end_insert_before);
5104             }
5105
5106 #if 0
5107           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5108              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5109              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5110           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5111              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5112              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5113              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5114              insn remains, because it is dead anyways.  */
5115           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5116             delete_insn (v->insn);
5117 #endif
5118
5119           if (loop_dump_stream)
5120             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5121                      bl->regno);
5122         }
5123     }
5124
5125   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5126      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5127
5128   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5129     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5130         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5131       {
5132         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5133         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5134         INSN_CODE (p) = -1;
5135       }
5136
5137   if (loop_info->n_iterations > 0)
5138     {
5139       /* When we completely unroll a loop we will likely not need the increment
5140          of the loop BIV and we will not need the conditional branch at the
5141          end of the loop.  */
5142       unrolled_insn_copies = insn_count - 2;
5143
5144 #ifdef HAVE_cc0
5145       /* When we completely unroll a loop on a HAVE_cc0 machine we will not
5146          need the comparison before the conditional branch at the end of the
5147          loop.  */
5148       unrolled_insn_copies -= 1;
5149 #endif
5150
5151       /* We'll need one copy for each loop iteration.  */
5152       unrolled_insn_copies *= loop_info->n_iterations;
5153
5154       /* A little slop to account for the ability to remove initialization
5155          code, better CSE, and other secondary benefits of completely
5156          unrolling some loops.  */
5157       unrolled_insn_copies -= 1;
5158
5159       /* Clamp the value.  */
5160       if (unrolled_insn_copies < 0)
5161         unrolled_insn_copies = 0;
5162     }
5163
5164   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5165      induction variable information that strength_reduce has already
5166      collected.  Always unroll loops that would be as small or smaller
5167      unrolled than when rolled.  */
5168   if (unroll_p
5169       || (loop_info->n_iterations > 0
5170           && unrolled_insn_copies <= insn_count))
5171     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5172                  loop_info, 1);
5173
5174 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5175   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5176   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5177       && flag_branch_on_count_reg)
5178     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5179 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5180
5181   if (loop_dump_stream)
5182     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5183   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5184   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5185 }
5186 \f
5187 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5188    compared against in an initial test).
5189
5190    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5191    the current insn and the start of the loop.
5192
5193    INSN is the insn containing X.  */
5194
5195 static int
5196 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5197      rtx x;
5198      rtx insn;
5199      int call_seen;
5200      rtx loop_start;
5201 {
5202   if (CONSTANT_P (x))
5203     return 1;
5204
5205   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5206      we know.  */
5207   if (GET_CODE (x) != REG
5208       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5209     return 0;
5210
5211   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5212      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5213   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5214       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5215           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5216     return 0;
5217
5218   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5219      loop.  */
5220   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5221     return 0;
5222
5223   return 1;
5224 }
5225 \f
5226 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5227    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5228    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5229    every loop iteration.  */
5230
5231 static void
5232 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5233      rtx x;
5234      rtx insn;
5235      int not_every_iteration;
5236      rtx loop_start, loop_end;
5237 {
5238   register int i, j;
5239   register enum rtx_code code;
5240   register const char *fmt;
5241
5242   if (x == 0)
5243     return;
5244
5245   code = GET_CODE (x);
5246   switch (code)
5247     {
5248     case REG:
5249     case CONST_INT:
5250     case CONST:
5251     case CONST_DOUBLE:
5252     case SYMBOL_REF:
5253     case LABEL_REF:
5254     case PC:
5255     case CC0:
5256     case ADDR_VEC:
5257     case ADDR_DIFF_VEC:
5258     case USE:
5259     case CLOBBER:
5260       return;
5261
5262     case MEM:
5263       {
5264         rtx src_reg;
5265         rtx add_val;
5266         rtx mult_val;
5267         int benefit;
5268
5269         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5270            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5271            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5272            this one would not be seen.   */
5273
5274         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5275                                    &mult_val, 1, &benefit))
5276           {
5277             /* Found one; record it.  */
5278             struct induction *v
5279               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5280
5281             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5282                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5283                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5284
5285             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5286           }
5287       }
5288       return;
5289
5290     default:
5291       break;
5292     }
5293
5294   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5295
5296   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5297   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5298     if (fmt[i] == 'e')
5299       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5300                      loop_end);
5301     else if (fmt[i] == 'E')
5302       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5303         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5304                        loop_start, loop_end);
5305 }
5306 \f
5307 /* Fill in the data about one biv update.
5308    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5309    allocated by the caller, with alloca.)
5310    INSN is the insn that sets it.
5311    DEST_REG is the biv's reg.
5312
5313    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5314    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5315    being set to INC_VAL.
5316
5317    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5318    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5319    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5320    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5321    executed exactly once per iteration.  */
5322
5323 static void
5324 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5325             not_every_iteration, maybe_multiple)
5326      struct induction *v;
5327      rtx insn;
5328      rtx dest_reg;
5329      rtx inc_val;
5330      rtx mult_val;
5331      rtx *location;
5332      int not_every_iteration;
5333      int maybe_multiple;
5334 {
5335   struct iv_class *bl;
5336
5337   v->insn = insn;
5338   v->src_reg = dest_reg;
5339   v->dest_reg = dest_reg;
5340   v->mult_val = mult_val;
5341   v->add_val = inc_val;
5342   v->location = location;
5343   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5344   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5345   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5346   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5347
5348   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5349      if this is the first incrementation of the reg.  */
5350
5351   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5352   if (bl == 0)
5353     {
5354       /* Create and initialize new iv_class.  */
5355
5356       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5357
5358       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5359       bl->biv = 0;
5360       bl->giv = 0;
5361       bl->biv_count = 0;
5362       bl->giv_count = 0;
5363
5364       /* Set initial value to the reg itself.  */
5365       bl->initial_value = dest_reg;
5366       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5367       bl->init_insn = 0;
5368       bl->init_set = 0;
5369       bl->initial_test = 0;
5370       bl->incremented = 0;
5371       bl->eliminable = 0;
5372       bl->nonneg = 0;
5373       bl->reversed = 0;
5374       bl->total_benefit = 0;
5375
5376       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5377       bl->next = loop_iv_list;
5378       loop_iv_list = bl;
5379
5380       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5381       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5382     }
5383
5384   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5385   v->next_iv = bl->biv;
5386   bl->biv = v;
5387   bl->biv_count++;
5388   if (mult_val == const1_rtx)
5389     bl->incremented = 1;
5390
5391   if (loop_dump_stream)
5392     {
5393       fprintf (loop_dump_stream,
5394                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5395                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5396       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5397         {
5398           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5399           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5400           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5401         }
5402       else
5403         {
5404           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5405           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5406           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5407         }
5408     }
5409 }
5410 \f
5411 /* Fill in the data about one giv.
5412    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5413    allocated by the caller, with alloca.)
5414    INSN is the insn that sets it.
5415    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5416    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5417    into a register or is used as a memory address.
5418
5419    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5420    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5421    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5422    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5423
5424 static void
5425 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5426             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5427      struct induction *v;
5428      rtx insn;
5429      rtx src_reg;
5430      rtx dest_reg;
5431      rtx mult_val, add_val;
5432      int benefit;
5433      enum g_types type;
5434      int not_every_iteration;
5435      rtx *location;
5436      rtx loop_start, loop_end;
5437 {
5438   struct induction *b;
5439   struct iv_class *bl;
5440   rtx set = single_set (insn);
5441
5442   v->insn = insn;
5443   v->src_reg = src_reg;
5444   v->giv_type = type;
5445   v->dest_reg = dest_reg;
5446   v->mult_val = mult_val;
5447   v->add_val = add_val;
5448   v->benefit = benefit;
5449   v->location = location;
5450   v->cant_derive = 0;
5451   v->combined_with = 0;
5452   v->maybe_multiple = 0;
5453   v->maybe_dead = 0;
5454   v->derive_adjustment = 0;
5455   v->same = 0;
5456   v->ignore = 0;
5457   v->new_reg = 0;
5458   v->final_value = 0;
5459   v->same_insn = 0;
5460   v->auto_inc_opt = 0;
5461   v->unrolled = 0;
5462   v->shared = 0;
5463   v->derived_from = 0;
5464   v->last_use = 0;
5465
5466   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5467      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5468      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5469      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5470      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5471      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5472      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5473
5474   if (type == DEST_ADDR)
5475     v->always_computable = 1;
5476   else
5477     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5478
5479   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5480
5481   if (type == DEST_ADDR)
5482     {
5483       v->mode = GET_MODE (*location);
5484       v->lifetime = 1;
5485     }
5486   else /* type == DEST_REG */
5487     {
5488       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5489
5490       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5491                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5492
5493       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5494          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5495          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5496       if (v->lifetime == 0)
5497         v->ignore = 1;
5498
5499       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5500       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5501     }
5502
5503   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5504
5505   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5506   if (bl)
5507     {
5508       v->next_iv = bl->giv;
5509       bl->giv = v;
5510       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5511          insns that calculate givs.  */
5512       if (type == DEST_REG)
5513         bl->giv_count++;
5514       bl->total_benefit += benefit;
5515     }
5516   else
5517     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5518     abort ();
5519
5520   if (type == DEST_ADDR)
5521     v->replaceable = 1;
5522   else
5523     {
5524       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5525          of the following conditions are true:
5526          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5527            on which the giv is used at all
5528            (there are two ways to deduce this:
5529             either the insn is executed on every iteration,
5530             or all uses follow that insn in the same basic block),
5531          - the giv is not used outside the loop
5532          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5533
5534       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5535           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5536           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5537           && (! not_every_iteration
5538               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5539         {
5540           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5541              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5542
5543           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5544              and last use of the giv.
5545
5546              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5547              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5548              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5549              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5550              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5551              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5552              using this biv anyways.  */
5553
5554           v->replaceable = 1;
5555           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5556             {
5557               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5558                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5559                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5560                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5561                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5562                 {
5563                   v->replaceable = 0;
5564                   v->not_replaceable = 1;
5565                   break;
5566                 }
5567             }
5568
5569           /* If there are any backwards branches that go from after the
5570              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5571           if (v->replaceable)
5572             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5573               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5574                 {
5575                   v->replaceable = 0;
5576                   v->not_replaceable = 1;
5577                   break;
5578                 }
5579         }
5580       else
5581         {
5582           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5583              decide.  */
5584           v->replaceable = 0;
5585           v->not_replaceable = 0;
5586         }
5587     }
5588
5589   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5590      combine_givs.  */
5591   {
5592     rtx tem = add_val;
5593
5594     v->no_const_addval = 1;
5595     if (tem == const0_rtx)
5596       ;
5597     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5598       v->no_const_addval = 0;
5599     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5600       {
5601         while (1)
5602           {
5603             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5604               tem = XEXP (tem, 0);
5605             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5606               tem = XEXP (tem, 1);
5607             else
5608               break;
5609           }
5610         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5611           v->no_const_addval = 0;
5612       }
5613   }
5614
5615   if (loop_dump_stream)
5616     {
5617       if (type == DEST_REG)
5618         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5619                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5620       else
5621         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5622                  INSN_UID (insn));
5623
5624       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5625                REGNO (src_reg), v->benefit);
5626       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5627                v->lifetime);
5628
5629       if (v->replaceable)
5630         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5631
5632       if (v->no_const_addval)
5633         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5634
5635       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5636         {
5637           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5638           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5639         }
5640       else
5641         {
5642           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5643           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5644         }
5645
5646       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5647         {
5648           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5649           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5650         }
5651       else
5652         {
5653           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5654           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5655         }
5656     }
5657
5658   if (loop_dump_stream)
5659     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5660
5661 }
5662
5663
5664 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5665    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5666    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5667    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5668    have been identified.  */
5669
5670 static void
5671 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5672      struct induction *v;
5673      rtx loop_start, loop_end;
5674      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5675 {
5676   struct iv_class *bl;
5677   rtx final_value = 0;
5678
5679   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5680
5681   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5682      replaceable above in record_giv.  */
5683
5684   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5685      of the following conditions are true:
5686      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5687        on which the giv is used at all
5688        (there are two ways to deduce this:
5689         either the insn is executed on every iteration,
5690         or all uses follow that insn in the same basic block),
5691      - its final value can be calculated (this condition is different
5692        than the one above in record_giv)
5693      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5694
5695 #if 0
5696   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5697   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5698   v->replaceable = 0;
5699 #endif
5700
5701   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5702       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5703     {
5704       int biv_increment_seen = 0;
5705       rtx p = v->insn;
5706       rtx last_giv_use;
5707
5708       v->replaceable = 1;
5709
5710       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5711          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5712          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5713          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5714
5715       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5716          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5717          that sets the giv, and search around the loop until we come
5718          back to that insn again.
5719
5720          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5721          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5722          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5723          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5724          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5725          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5726          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5727
5728       last_giv_use = v->insn;
5729
5730       while (1)
5731         {
5732           p = NEXT_INSN (p);
5733           if (p == loop_end)
5734             p = NEXT_INSN (loop_start);
5735           if (p == v->insn)
5736             break;
5737
5738           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5739               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5740             {
5741               if (biv_increment_seen)
5742                 {
5743                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5744                     {
5745                       v->replaceable = 0;
5746                       v->not_replaceable = 1;
5747                       break;
5748                     }
5749                 }
5750               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5751                 biv_increment_seen = 1;
5752               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5753                 last_giv_use = p;
5754             }
5755         }
5756
5757       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5758          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5759          replaceable.  */
5760
5761       if (v->replaceable)
5762         {
5763           p = v->insn;
5764           while (1)
5765             {
5766               p = NEXT_INSN (p);
5767               if (p == loop_end)
5768                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5769               if (p == last_giv_use)
5770                 break;
5771
5772               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5773                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5774                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5775                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5776                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5777                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5778                 {
5779                   v->replaceable = 0;
5780                   v->not_replaceable = 1;
5781
5782                   if (loop_dump_stream)
5783                     fprintf (loop_dump_stream,
5784                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5785
5786                   break;
5787                 }
5788             }
5789         }
5790
5791       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5792       if (v->replaceable)
5793         v->final_value = final_value;
5794     }
5795
5796   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5797     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5798              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5799 }
5800 \f
5801 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5802
5803    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5804    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5805    another giv.
5806
5807    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5808    derive another giv once a label has been passed.
5809
5810    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5811
5812 static void
5813 update_giv_derive (p)
5814      rtx p;
5815 {
5816   struct iv_class *bl;
5817   struct induction *biv, *giv;
5818   rtx tem;
5819   int dummy;
5820
5821   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5822
5823      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5824      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5825      derive any givs after a label is passed.
5826
5827      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5828      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5829      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5830      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5831      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5832      sub-cases within this case.
5833
5834      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5835      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5836      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5837      this extra tracking doesn't seem worth it).
5838
5839      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5840      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5841      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5842      on the jump again here.
5843
5844      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5845      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5846      the giv cannot derive further givs.  */
5847
5848   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5849     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5850       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5851           || biv->insn == p)
5852         {
5853           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5854             {
5855               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5856                  checking all of these conditions again.  */
5857               if (giv->cant_derive)
5858                 continue;
5859
5860               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5861                  it cannot derive anything.  */
5862               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5863                 giv->cant_derive = 1;
5864
5865               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5866                  they are really invariants.  Also skip those that are
5867                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5868                  any biv update.  */
5869               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5870                 continue;
5871
5872               /* The only way we can allow this giv to derive another
5873                  is if this is a biv increment and we can form the product
5874                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5875                  be able to compute a compensation.  */
5876               else if (biv->insn == p)
5877                 {
5878                   tem = 0;
5879
5880                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5881                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5882                                                            biv->add_val,
5883                                                            giv->mult_val),
5884                                              &dummy);
5885
5886                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5887                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5888                                                            giv->derive_adjustment),
5889                                              &dummy);
5890                   if (tem)
5891                     giv->derive_adjustment = tem;
5892                   else
5893                     giv->cant_derive = 1;
5894                 }
5895               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5896                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5897                 giv->cant_derive = 1;
5898             }
5899         }
5900 }
5901 \f
5902 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5903    X is the source of insn P, or a part of it.
5904    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5905
5906    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5907    We accept patterns of these forms:
5908      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5909      REG = INVARIANT + REG
5910
5911    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5912    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5913    we found the additive term into *LOCATION.
5914
5915    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5916    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5917
5918    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5919    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5920    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5921    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5922    into the variable.
5923
5924    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5925    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5926    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5927    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5928
5929    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5930    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5931    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5932    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5933    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5934    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5935    not ZERO_EXTEND.
5936
5937    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5938
5939 static int
5940 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5941      register rtx x;
5942      enum machine_mode mode;
5943      rtx p;
5944      rtx dest_reg;
5945      rtx *inc_val;
5946      rtx *mult_val;
5947      rtx **location;
5948 {
5949   register enum rtx_code code;
5950   rtx *argp, arg;
5951   rtx insn, set = 0;
5952
5953   code = GET_CODE (x);
5954   switch (code)
5955     {
5956     case PLUS:
5957       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5958           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5959               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5960               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5961         {
5962           argp = &XEXP (x, 1);
5963         }
5964       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5965                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5966                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5967                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5968         {
5969           argp = &XEXP (x, 0);
5970         }
5971       else
5972         return 0;
5973
5974       arg = *argp;
5975       if (invariant_p (arg) != 1)
5976         return 0;
5977
5978       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5979       *mult_val = const1_rtx;
5980       *location = argp;
5981       return 1;
5982
5983     case SUBREG:
5984       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5985          value.  */
5986       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5987         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5988                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5989       return 0;
5990
5991     case REG:
5992       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5993          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5994
5995       insn = p;
5996       while (1)
5997         {
5998           do {
5999             insn = PREV_INSN (insn);
6000           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6001                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6002
6003           if (!insn)
6004             break;
6005           set = single_set (insn);
6006           if (set == 0)
6007             break;
6008
6009           if ((SET_DEST (set) == x
6010                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
6011                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
6012                        <= UNITS_PER_WORD)
6013                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
6014               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
6015                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
6016                                        ? GET_MODE (x)
6017                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
6018                                       dest_reg, insn,
6019                                       inc_val, mult_val, location))
6020             return 1;
6021         }
6022       /* ... fall through ...  */
6023
6024       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
6025          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
6026          as a biv of the outer loop,
6027          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
6028     case MEM:
6029       if (invariant_p (x) != 1)
6030         return 0;
6031     case CONST_INT:
6032     case SYMBOL_REF:
6033     case CONST:
6034       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
6035          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
6036          would be a useful iterator anyways.  */
6037       if (loops_enclosed == 1
6038           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
6039           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
6040         {
6041           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
6042           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
6043           *mult_val = const0_rtx;
6044           return 1;
6045         }
6046       else
6047         return 0;
6048
6049     case SIGN_EXTEND:
6050       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6051                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
6052
6053     case ASHIFTRT:
6054       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
6055       for (insn = PREV_INSN (p);
6056            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
6057             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
6058            insn = PREV_INSN (insn))
6059         ;
6060
6061       if (insn)
6062         set = single_set (insn);
6063
6064       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
6065           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
6066           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
6067           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
6068           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
6069         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
6070                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
6071                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
6072                                     location);
6073       return 0;
6074
6075     default:
6076       return 0;
6077     }
6078 }
6079 \f
6080 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
6081    function   of a basic induction variable,
6082    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
6083    The coefficients can be any loop invariant quantity.
6084    A giv need not be computed directly from the biv;
6085    it can be computed by way of other givs.  */
6086
6087 /* Determine whether X computes a giv.
6088    If it does, return a nonzero value
6089      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6090    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6091    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6092      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6093
6094 static int
6095 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6096      rtx x;
6097      rtx *src_reg;
6098      rtx *add_val;
6099      rtx *mult_val;
6100      int is_addr;
6101      int *pbenefit;
6102 {
6103   rtx orig_x = x;
6104   char *storage;
6105
6106   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6107   if (invariant_p (x) == 1)
6108     return 0;
6109
6110   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6111      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6112   storage = (char *) oballoc (0);
6113   *pbenefit = 0;
6114   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6115   if (x == 0)
6116     {
6117       obfree (storage);
6118       return 0;
6119     }
6120
6121   switch (GET_CODE (x))
6122     {
6123     case USE:
6124     case CONST_INT:
6125       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6126          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6127          with.  */
6128       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6129       *mult_val = const0_rtx;
6130       *add_val = x;
6131       break;
6132
6133     case REG:
6134       /* This is equivalent to a BIV.  */
6135       *src_reg = x;
6136       *mult_val = const1_rtx;
6137       *add_val = const0_rtx;
6138       break;
6139
6140     case PLUS:
6141       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6142          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6143       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6144         {
6145           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6146           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6147         }
6148       else
6149         {
6150           *src_reg = XEXP (x, 0);
6151           *mult_val = const1_rtx;
6152         }
6153       *add_val = XEXP (x, 1);
6154       break;
6155
6156     case MULT:
6157       /* ADD_VAL is zero.  */
6158       *src_reg = XEXP (x, 0);
6159       *mult_val = XEXP (x, 1);
6160       *add_val = const0_rtx;
6161       break;
6162
6163     default:
6164       abort ();
6165     }
6166
6167   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6168      unless they are CONST_INT).  */
6169   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6170     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6171   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6172     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6173
6174   if (is_addr)
6175     {
6176 #ifdef ADDRESS_COST
6177       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6178 #else
6179       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6180 #endif
6181     }
6182   else
6183     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6184
6185   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6186      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6187      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6188   return 1;
6189 }
6190 \f
6191 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6192    We will canonicalize it to be of the form
6193         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6194               (invar_2))
6195    with possible degeneracies.
6196
6197    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6198    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6199    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6200    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6201
6202    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6203    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6204    returns 0.
6205
6206    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6207    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6208
6209    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6210
6211 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6212 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6213
6214 static rtx
6215 simplify_giv_expr (x, benefit)
6216      rtx x;
6217      int *benefit;
6218 {
6219   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6220   rtx arg0, arg1;
6221   rtx tem;
6222
6223   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6224      mode, this can't be a giv.  */
6225   if (mode != VOIDmode
6226       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6227           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6228     return NULL_RTX;
6229
6230   switch (GET_CODE (x))
6231     {
6232     case PLUS:
6233       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6234       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6235       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6236         return NULL_RTX;
6237
6238       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6239       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6240            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6241           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6242                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6243                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6244         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6245
6246       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6247       if (arg1 == const0_rtx)
6248         return arg0;
6249       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6250         switch (GET_CODE (arg0))
6251           {
6252           case CONST_INT:
6253           case USE:
6254             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6255                addition operation inside a USE and return it.  */
6256             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6257               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6258             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6259               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6260
6261             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6262               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6263             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6264               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6265             else
6266               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6267
6268             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6269               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6270             return tem;
6271
6272           case REG:
6273           case MULT:
6274             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6275             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6276
6277           case PLUS:
6278             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6279             return simplify_giv_expr (
6280                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6281                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6282                 benefit);
6283
6284           default:
6285             abort ();
6286           }
6287
6288       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6289          MULT to reduce cases.  */
6290       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6291         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6292       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6293         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6294
6295       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6296          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6297          Recurse to associate the second PLUS.  */
6298       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6299         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6300
6301       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6302           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6303                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6304                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6305                                                   XEXP (arg1, 1)),
6306                                     benefit);
6307
6308       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6309       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6310         return NULL_RTX;
6311
6312       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6313         return NULL_RTX;
6314
6315       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6316                                               XEXP (arg0, 0),
6317                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6318                                                             XEXP (arg0, 1),
6319                                                             XEXP (arg1, 1))),
6320                                 benefit);
6321
6322     case MINUS:
6323       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6324       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6325                                               XEXP (x, 0),
6326                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6327                                                             constm1_rtx)),
6328                                 benefit);
6329
6330     case MULT:
6331       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6332       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6333       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6334         return NULL_RTX;
6335
6336       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6337       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6338           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6339         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6340
6341       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6342       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6343         return NULL_RTX;
6344
6345       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6346       if (arg1 == const0_rtx)
6347         return const0_rtx;
6348
6349       else if (arg1 == const1_rtx)
6350         return arg0;
6351
6352       switch (GET_CODE (arg0))
6353         {
6354         case REG:
6355           /* biv * invar.  Done.  */
6356           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6357
6358         case CONST_INT:
6359           /* Product of two constants.  */
6360           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6361
6362         case USE:
6363           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6364              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6365           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6366             return NULL_RTX;
6367
6368           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6369           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6370             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6371           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6372                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6373                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6374             {
6375               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6376                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6377                                            * INTVAL (arg1)));
6378             }
6379           else
6380             return NULL_RTX;
6381           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6382
6383         case MULT:
6384           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6385           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6386                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6387                                                                 XEXP (arg0, 1),
6388                                                                 arg1)),
6389                                     benefit);
6390
6391         case PLUS:
6392           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6393           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6394                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6395                                                                 XEXP (arg0, 0),
6396                                                                 arg1),
6397                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6398                                                                 XEXP (arg0, 1),
6399                                                                 arg1)),
6400                                     benefit);
6401
6402         default:
6403           abort ();
6404         }
6405
6406     case ASHIFT:
6407       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6408       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6409         return 0;
6410
6411       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6412                                               XEXP (x, 0),
6413                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6414                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6415                                 benefit);
6416
6417     case NEG:
6418       /* "-a" is "a * (-1)" */
6419       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6420                                 benefit);
6421
6422     case NOT:
6423       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6424       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6425                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6426                                                const1_rtx),
6427                                 benefit);
6428
6429     case USE:
6430       /* Already in proper form for invariant.  */
6431       return x;
6432
6433     case REG:
6434       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6435       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6436         return 0;
6437
6438       /* Check for biv or giv.  */
6439       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6440         {
6441         case BASIC_INDUCT:
6442           return x;
6443         case GENERAL_INDUCT:
6444           {
6445             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6446
6447             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6448                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6449             *benefit += v->benefit;
6450             if (v->cant_derive)
6451               return 0;
6452
6453             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6454                                                     v->mult_val),
6455                            v->add_val);
6456             if (v->derive_adjustment)
6457               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6458             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6459           }
6460
6461         default:
6462           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6463              may be able to simplify things further by looking through
6464              the bits we just moved outside the loop.  */
6465           if (invariant_p (x) == 1)
6466             {
6467               struct movable *m;
6468
6469               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6470                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6471                   {
6472                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6473
6474                     /* If we match another movable, we must use that, as
6475                        this one is going away.  */
6476                     if (m->match)
6477                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6478
6479                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6480                        instructions that were moved together.  We handle this
6481                        case only to the point of seeking to the last insn and
6482                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6483                     if (m->consec != 0)
6484                       {
6485                         int i = m->consec;
6486                         tem = m->insn;
6487                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6488
6489                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6490                         if (tem)
6491                           tem = XEXP (tem, 0);
6492                       }
6493                     else
6494                       {
6495                         tem = single_set (m->insn);
6496                         if (tem)
6497                           tem = SET_SRC (tem);
6498                       }
6499
6500                     if (tem)
6501                       {
6502                         /* What we are most interested in is pointer
6503                            arithmetic on invariants -- only take
6504                            patterns we may be able to do something with.  */
6505                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6506                             || GET_CODE (tem) == MULT
6507                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6508                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6509                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6510                           {
6511                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6512                             if (tem)
6513                               return tem;
6514                           }
6515                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6516                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6517                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6518                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6519                           {
6520                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6521                             if (tem)
6522                               return tem;
6523                           }
6524                       }
6525                     break;
6526                   }
6527             }
6528           break;
6529         }
6530
6531       /* Fall through to general case.  */
6532     default:
6533       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6534          Otherwise, not giv.  */
6535       if (GET_CODE (x) == USE)
6536         x = XEXP (x, 0);
6537
6538       if (invariant_p (x) == 1)
6539         {
6540           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6541             return x;
6542           if (GET_CODE (x) == CONST
6543               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6544               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6545               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6546             x = XEXP (x, 0);
6547           return gen_rtx_USE (mode, x);
6548         }
6549       else
6550         return 0;
6551     }
6552 }
6553
6554 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6555    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6556
6557 static rtx
6558 sge_plus_constant (x, c)
6559      rtx x, c;
6560 {
6561   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6562     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6563   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6564     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6565   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6566     {
6567       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6568                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6569     }
6570   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6571            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6572     {
6573       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6574                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6575     }
6576   else
6577     {
6578       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6579                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6580     }
6581 }
6582
6583 static rtx
6584 sge_plus (mode, x, y)
6585      enum machine_mode mode;
6586      rtx x, y;
6587 {
6588   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6589     {
6590       rtx a = XEXP (y, 0);
6591       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6592         x = sge_plus_constant (x, a);
6593       else
6594         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6595       y = XEXP (y, 1);
6596     }
6597   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6598     x = sge_plus_constant (x, y);
6599   else
6600     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6601   return x;
6602 }
6603 \f
6604 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6605    for example,
6606       giv = biv * M
6607       giv = giv + A
6608    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6609    we check that all other insns that set the same register follow
6610    immediately after P, that they alter nothing else,
6611    and that the result of the last is still a giv.
6612
6613    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6614    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6615    all the consecutive insns that compute the value.
6616
6617    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6618    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6619
6620    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6621    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6622
6623 static int
6624 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6625                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6626      int first_benefit;
6627      rtx p;
6628      rtx src_reg;
6629      rtx dest_reg;
6630      rtx *add_val;
6631      rtx *mult_val;
6632      rtx *last_consec_insn;
6633 {
6634   int count;
6635   enum rtx_code code;
6636   int benefit;
6637   rtx temp;
6638   rtx set;
6639
6640   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6641      each insn of the multi-insn sequence.
6642
6643      This induction structure will be used only by the call to
6644      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6645      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6646      a new induction structure.  */
6647   struct induction *v
6648     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6649   v->src_reg = src_reg;
6650   v->mult_val = *mult_val;
6651   v->add_val = *add_val;
6652   v->benefit = first_benefit;
6653   v->cant_derive = 0;
6654   v->derive_adjustment = 0;
6655
6656   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6657   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6658
6659   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6660
6661   while (count > 0)
6662     {
6663       p = NEXT_INSN (p);
6664       code = GET_CODE (p);
6665
6666       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6667       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6668         p = XEXP (temp, 0);
6669
6670       if (code == INSN
6671           && (set = single_set (p))
6672           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6673           && SET_DEST (set) == dest_reg
6674           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6675                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6676               /* Giv created by equivalent expression.  */
6677               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6678                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6679                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6680           && src_reg == v->src_reg)
6681         {
6682           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6683             benefit += libcall_benefit (p);
6684
6685           count--;
6686           v->mult_val = *mult_val;
6687           v->add_val = *add_val;
6688           v->benefit = benefit;
6689         }
6690       else if (code != NOTE)
6691         {
6692           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6693              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6694              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6695           if (code == INSN
6696               && (set = single_set (p))
6697               && SET_DEST (set) != dest_reg
6698               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6699             continue;
6700
6701           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6702           return 0;
6703         }
6704     }
6705
6706   *last_consec_insn = p;
6707   return v->benefit;
6708 }
6709 \f
6710 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6711    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6712    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6713
6714    To perform the computation, we note that
6715         G1 = x * v + a          and
6716         G2 = y * v + b
6717    where `v' is the biv.
6718
6719    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6720
6721    Note that MULT = y/x.
6722
6723    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6724    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6725    subtracting variables.  */
6726
6727 static rtx
6728 express_from_1 (a, b, mult)
6729      rtx a, b, mult;
6730 {
6731   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6732
6733   if (mult == const0_rtx)
6734     return b;
6735
6736   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6737      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6738      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6739      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6740
6741   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6742     return NULL_RTX;
6743
6744   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6745      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6746      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6747      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6748      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6749
6750   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6751     {
6752       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6753
6754       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6755       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6756         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6757
6758       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6759       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6760         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6761
6762       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6763         /* We matched: remove one reg completely.  */
6764         a = oa, b = ob;
6765       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6766         /* An alternate match.  */
6767         a = oa, b = rb;
6768       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6769         /* An alternate match.  */
6770         a = ra, b = ob;
6771       else
6772         {
6773           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6774              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6775           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6776           if (ob == NULL_RTX)
6777             return NULL_RTX;
6778           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6779         }
6780     }
6781
6782   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6783      get rid of everything but a constant.  */
6784
6785   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6786     {
6787       rtx ra, oa;
6788
6789       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6790       if (rtx_equal_p (oa, b))
6791         oa = ra;
6792       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6793         return NULL_RTX;
6794
6795       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6796         return NULL_RTX;
6797
6798       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6799     }
6800   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6801     {
6802       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6803     }
6804   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6805     {
6806       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6807         return XEXP (b, 1);
6808       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6809         return XEXP (b, 0);
6810       else
6811         return NULL_RTX;
6812     }
6813   else if (rtx_equal_p (a, b))
6814     return const0_rtx;
6815
6816   return NULL_RTX;
6817 }
6818
6819 rtx
6820 express_from (g1, g2)
6821      struct induction *g1, *g2;
6822 {
6823   rtx mult, add;
6824
6825   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6826      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6827      for notation) is also an integer.  */
6828   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6829       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6830     {
6831       if (g1->mult_val == const0_rtx
6832           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6833         return NULL_RTX;
6834       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6835     }
6836   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6837     mult = const1_rtx;
6838   else
6839     {
6840       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6841       return NULL_RTX;
6842     }
6843
6844   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6845   if (add == NULL_RTX)
6846     return NULL_RTX;
6847
6848   /* Form simplified final result.  */
6849   if (mult == const0_rtx)
6850     return add;
6851   else if (mult == const1_rtx)
6852     mult = g1->dest_reg;
6853   else
6854     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6855
6856   if (add == const0_rtx)
6857     return mult;
6858   else
6859     {
6860       if (GET_CODE (add) == PLUS
6861           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6862         {
6863           rtx tem = XEXP (add, 1);
6864           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6865           add = tem;
6866         }
6867
6868       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6869     }
6870
6871 }
6872 \f
6873 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6874    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6875    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6876    used to represent G1.  */
6877
6878 static rtx
6879 combine_givs_p (g1, g2)
6880      struct induction *g1, *g2;
6881 {
6882   rtx tem = express_from (g1, g2);
6883
6884   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6885      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6886      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6887   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6888      combination to be the other way round.  */
6889   if (tem == g1->dest_reg
6890       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6891     {
6892       return g1->dest_reg;
6893     }
6894
6895   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6896      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6897      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6898   if (tem != NULL_RTX
6899       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6900       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6901       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6902          will always be a register, and so anything more complicated
6903          gets discarded.  */
6904 #if 0
6905 #ifdef ADDRESS_COST
6906       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6907 #else
6908       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6909 #endif
6910 #endif
6911       )
6912     {
6913       return tem;
6914     }
6915
6916   return NULL_RTX;
6917 }
6918 \f
6919 struct combine_givs_stats
6920 {
6921   int giv_number;
6922   int total_benefit;
6923 };
6924
6925 static int
6926 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6927      struct combine_givs_stats *x, *y;
6928 {
6929   int d;
6930   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6931   /* Stabilize the sort.  */
6932   if (!d)
6933     d = x->giv_number - y->giv_number;
6934   return d;
6935 }
6936
6937 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6938    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6939    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6940    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6941
6942 static void
6943 combine_givs (bl)
6944      struct iv_class *bl;
6945 {
6946   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6947   const int extra_benefit = 3;
6948
6949   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6950   int i, j, k, giv_count;
6951   struct combine_givs_stats *stats;
6952   rtx *can_combine;
6953
6954   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6955   giv_count = 0;
6956   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6957     if (!g1->ignore)
6958       giv_count++;
6959
6960   giv_array
6961     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6962   i = 0;
6963   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6964     if (!g1->ignore)
6965       giv_array[i++] = g1;
6966
6967   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6968   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6969
6970   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6971   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6972
6973   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6974     {
6975       int this_benefit;
6976       rtx single_use;
6977
6978       g1 = giv_array[i];
6979       stats[i].giv_number = i;
6980
6981       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6982          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6983          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6984          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6985          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6986          be seen elsewhere as well.  */
6987       if (g1->giv_type == DEST_REG
6988           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6989           && single_use != const0_rtx)
6990         continue;
6991
6992       this_benefit = g1->benefit;
6993       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6994       if (g1->no_const_addval)
6995         this_benefit += 1;
6996
6997       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6998         {
6999           rtx this_combine;
7000
7001           g2 = giv_array[j];
7002           if (g1 != g2
7003               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
7004             {
7005               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
7006               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
7007             }
7008         }
7009       stats[i].total_benefit = this_benefit;
7010     }
7011
7012   /* Iterate, combining until we can't.  */
7013 restart:
7014   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
7015
7016   if (loop_dump_stream)
7017     {
7018       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
7019       for (k = 0; k < giv_count; k++)
7020         {
7021           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
7022           if (!g1->combined_with && !g1->same)
7023             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
7024                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
7025                      stats[k].total_benefit);
7026         }
7027       putc ('\n', loop_dump_stream);
7028     }
7029
7030   for (k = 0; k < giv_count; k++)
7031     {
7032       int g1_add_benefit = 0;
7033
7034       i = stats[k].giv_number;
7035       g1 = giv_array[i];
7036
7037       /* If it has already been combined, skip.  */
7038       if (g1->combined_with || g1->same)
7039         continue;
7040
7041       for (j = 0; j < giv_count; j++)
7042         {
7043           g2 = giv_array[j];
7044           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
7045               /* If it has already been combined, skip.  */
7046               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
7047             {
7048               int l;
7049
7050               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
7051               g2->same = g1;
7052               g1->combined_with++;
7053               g1->lifetime += g2->lifetime;
7054
7055               g1_add_benefit += g2->benefit;
7056
7057               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
7058                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
7059                  longer be necessary.  */
7060               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
7061                 g1_add_benefit -= copy_cost;
7062
7063               /* To help optimize the next set of combinations, remove
7064                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
7065               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
7066                 {
7067                   int m = stats[l].giv_number;
7068                   if (can_combine[m*giv_count + j])
7069                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
7070                 }
7071
7072               if (loop_dump_stream)
7073                 fprintf (loop_dump_stream,
7074                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
7075                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
7076             }
7077         }
7078
7079       /* To help optimize the next set of combinations, remove
7080          this giv from the benefits of other potential mates.  */
7081       if (g1->combined_with)
7082         {
7083           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
7084             {
7085               int m = stats[j].giv_number;
7086               if (can_combine[m*giv_count + i])
7087                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7088             }
7089
7090           g1->benefit += g1_add_benefit;
7091
7092           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7093              Restart the combination so that proper weights for the
7094              rest of the givs are properly taken into account.  */
7095           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7096              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7097              can_combine is tricky.  */
7098           goto restart;
7099         }
7100     }
7101 }
7102 \f
7103 struct recombine_givs_stats
7104 {
7105   int giv_number;
7106   int start_luid, end_luid;
7107 };
7108
7109 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7110    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7111    used in reverse.  */
7112 static int
7113 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7114      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7115 {
7116   int d;
7117   d = y->start_luid - x->start_luid;
7118   /* Stabilize the sort.  */
7119   if (!d)
7120     d = y->giv_number - x->giv_number;
7121   return d;
7122 }
7123
7124 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7125    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7126    yet to unlock the search for the end of its life.
7127    Only consider givs that belong to BIV.
7128    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7129 static int
7130 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7131      rtx x, insn, biv;
7132      struct recombine_givs_stats *stats;
7133 {
7134   enum rtx_code code;
7135   const char *fmt;
7136   int i, j;
7137   int retval;
7138
7139   code = GET_CODE (x);
7140   switch (code)
7141     {
7142     case SET:
7143       {
7144         rtx reg = SET_DEST (x);
7145         if (GET_CODE (reg) == REG)
7146           {
7147             int regno = REGNO (reg);
7148             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7149
7150             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7151                 && ! v->ignore
7152                 && v->src_reg == biv
7153                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7154               {
7155                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7156                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7157                    We must not predicate this code on a start_luid match
7158                    since that would make the test fail for givs that have
7159                    been hoisted out of inner loops.  */
7160                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7161                   {
7162                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7163                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7164                   }
7165                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7166                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7167               }
7168             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7169           }
7170         break;
7171       }
7172     case REG:
7173       {
7174         int regno = REGNO (x);
7175         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7176
7177         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7178             && ! v->ignore
7179             && v->src_reg == biv
7180             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7181           {
7182             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7183               insn = NEXT_INSN (insn);
7184             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7185             return 1;
7186           }
7187         return 0;
7188       }
7189     case LABEL_REF:
7190     case CONST_DOUBLE:
7191     case CONST_INT:
7192     case CONST:
7193       return 0;
7194     default:
7195       break;
7196     }
7197   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7198   retval = 0;
7199   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7200     {
7201       if (fmt[i] == 'e')
7202         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7203
7204       else if (fmt[i] == 'E')
7205         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7206           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7207     }
7208   return retval;
7209 }
7210
7211 /* For each giv that has been combined with another, look if
7212    we can combine it with the most recently used one instead.
7213    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7214    try to derive givs from other givs.  */
7215 static void
7216 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7217      struct iv_class *bl;
7218      rtx loop_start, loop_end;
7219      int unroll_p;
7220 {
7221   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7222   struct recombine_givs_stats *stats;
7223   int giv_count;
7224   int i, rescan;
7225   int ends_need_computing;
7226
7227   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7228     {
7229       if (! v->ignore)
7230         giv_count++;
7231     }
7232   giv_array
7233     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7234   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7235
7236   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7237      the corresponding index into stats.  */
7238   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7239     {
7240       rtx p;
7241
7242       if (v->ignore)
7243         continue;
7244       giv_array[i] = v;
7245       stats[i].giv_number = i;
7246       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7247          the previous insn.  */
7248       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7249         p = PREV_INSN (p);
7250       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7251       i++;
7252     }
7253
7254   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7255
7256   /* Set up the ix field for each giv in stats to name
7257      the corresponding index into stats, and
7258      do the actual most-recently-used recombination.  */
7259   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7260     {
7261       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7262       v->ix = i;
7263       if (v->same)
7264         {
7265           struct induction *old_same = v->same;
7266           rtx new_combine;
7267
7268           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7269              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7270              that could otherwise be eliminated.  */
7271           if (last_giv
7272               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7273                   || ! last_giv->maybe_dead
7274                   || last_giv->combined_with)
7275               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7276             {
7277               old_same->combined_with--;
7278               v->new_reg = new_combine;
7279               v->same = last_giv;
7280               last_giv->combined_with++;
7281               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7282                  already decided what to reduce.  */
7283
7284               if (loop_dump_stream)
7285                 {
7286                   fprintf (loop_dump_stream,
7287                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7288                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7289                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7290                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7291                 }
7292               continue;
7293             }
7294           v = v->same;
7295         }
7296       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7297         continue;
7298       if (! last_giv
7299           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7300           || ! v->maybe_dead
7301           || v->combined_with)
7302         last_giv = v;
7303     }
7304
7305   ends_need_computing = 0;
7306   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7307      lifetime ends from regscan info.  */
7308   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7309     {
7310       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7311       if (v->ignore)
7312         continue;
7313       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7314         {
7315           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7316              givs.  */
7317           rtx p;
7318           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7319             p = PREV_INSN (p);
7320           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7321           if (p != v->insn)
7322             stats[i].end_luid++;
7323         }
7324       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7325         {
7326           if (v->last_use)
7327             {
7328               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7329               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7330             }
7331           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7332             {
7333               rtx p;
7334               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7335                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7336                  when we see the first set.  But we do know that there will
7337                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7338                  we'll start looking for the last use right away.  */
7339               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7340                 p = PREV_INSN (p);
7341               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7342               stats[i].end_luid = 0;
7343               ends_need_computing++;
7344             }
7345           else
7346             {
7347               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7348               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7349               rtx p = v->insn;
7350
7351               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7352                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7353                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7354                  last use properly.  */
7355               while (count)
7356                 {
7357                   p = prev_nonnote_insn (p);
7358                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7359                   count--;
7360                 }
7361
7362               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7363               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7364                 {
7365                   stats[i].end_luid = -1;
7366                   ends_need_computing++;
7367                 }
7368               else
7369                 {
7370                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7371                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7372                     {
7373                       stats[i].end_luid = -1;
7374                       ends_need_computing++;
7375                     }
7376                 }
7377             }
7378         }
7379     }
7380
7381   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7382      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7383   if (ends_need_computing)
7384     {
7385       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7386       rtx p = loop_end;
7387
7388       do
7389         {
7390           if (p == loop_start)
7391             p = loop_end;
7392           p = PREV_INSN (p);
7393           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7394             continue;
7395           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7396         }
7397       while (ends_need_computing);
7398     }
7399
7400   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7401      more combinations.  */
7402   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7403     {
7404       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7405       if (v->ignore)
7406         continue;
7407       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7408         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7409     }
7410
7411   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7412   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7413     {
7414       unsigned luid;
7415       int j;
7416
7417       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7418       if (v->ignore)
7419         continue;
7420       if (v->same && ! v->same->ignore)
7421         {
7422           j = v->same->ix;
7423           luid = stats[i].start_luid;
7424           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7425           if (luid - stats[j].start_luid
7426               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7427             stats[j].end_luid = luid;
7428         }
7429     }
7430
7431   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7432
7433   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7434      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7435      pressure.
7436      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7437      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7438      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7439      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7440      index for this giv (unless rescan is already set).
7441      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7442      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7443      LAST_GIV.  */
7444   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7445     {
7446       int life_start, life_end;
7447
7448       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7449         {
7450           rtx sum;
7451
7452           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7453           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7454             continue;
7455           if (! last_giv)
7456             {
7457               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7458                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7459               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7460                 {
7461                   last_giv = v;
7462                   life_start = stats[i].start_luid;
7463                   life_end = stats[i].end_luid;
7464                 }
7465               continue;
7466             }
7467           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7468           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7469                >= (unsigned) life_end - life_start)
7470               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7471                   > (unsigned) life_end - life_start)
7472               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7473                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7474                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7475                   pressure.
7476                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7477               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7478                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7479               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7480               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7481               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7482               /* We would really like to know if for any giv that v
7483                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7484                  dominates that combined giv.  However, we
7485                  don't have this detailed control flow information.
7486                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7487                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7488                  validity of last_giv.
7489                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7490                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7491                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7492                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7493               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7494               && (sum = express_from (last_giv, v))
7495               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7496                  doesn't take different costs of registers and constants into
7497                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7498               && (rtx_cost (sum, SET)
7499                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7500               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7501                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7502               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7503                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7504                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7505                   || ! unroll_p)
7506               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7507                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7508             {
7509               v->derived_from = last_giv;
7510               life_end = stats[i].end_luid;
7511
7512               if (loop_dump_stream)
7513                 {
7514                   fprintf (loop_dump_stream,
7515                            "giv at %d derived from %d as ",
7516                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7517                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7518                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7519                 }
7520             }
7521           else if (rescan < 0)
7522             rescan = i;
7523         }
7524     }
7525 }
7526 \f
7527 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7528
7529 void
7530 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7531      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7532      rtx m;          /* multiplicative constant */
7533      rtx a;          /* additive constant */
7534      rtx reg;        /* destination register */
7535      rtx insert_before;
7536 {
7537   rtx seq;
7538   rtx result;
7539
7540   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7541   a = copy_rtx (a);
7542   b = copy_rtx (b);
7543
7544   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7545   update_reg_last_use (a, insert_before);
7546   update_reg_last_use (b, insert_before);
7547   update_reg_last_use (m, insert_before);
7548
7549   start_sequence ();
7550   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7551   if (reg != result)
7552     emit_move_insn (reg, result);
7553   seq = gen_sequence ();
7554   end_sequence ();
7555
7556   emit_insn_before (seq, insert_before);
7557
7558   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7559      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7560      record them all.  */
7561
7562   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7563     {
7564       int i;
7565       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7566         {
7567           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7568           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7569             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7570         }
7571     }
7572   else if (GET_CODE (seq) == SET
7573            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7574     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7575 }
7576 \f
7577 /* Test whether A * B can be computed without
7578    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7579
7580 static int
7581 product_cheap_p (a, b)
7582      rtx a;
7583      rtx b;
7584 {
7585   int i;
7586   rtx tmp;
7587   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7588   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7589   int win = 1;
7590
7591   /* If only one is constant, make it B.  */
7592   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7593     tmp = a, a = b, b = tmp;
7594
7595   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7596   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7597     return 1;
7598
7599   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7600   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7601     return 0;
7602
7603   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7604      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7605      of insns is generated.  */
7606
7607   rtl_obstack = &temp_obstack;
7608   start_sequence ();
7609   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7610   tmp = gen_sequence ();
7611   end_sequence ();
7612
7613   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7614     {
7615       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7616         win = 1;
7617       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7618         win = 0;
7619       else
7620         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7621           {
7622             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7623
7624             if (GET_CODE (insn) != INSN
7625                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7626                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7627                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7628                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7629                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7630               {
7631                 win = 0;
7632                 break;
7633               }
7634           }
7635     }
7636   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7637            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7638     win = 0;
7639   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7640            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7641            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7642     win = 0;
7643
7644   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7645      allocation to its normal obstack.  */
7646   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7647   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7648
7649   return win;
7650 }
7651 \f
7652 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7653    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7654    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7655    to see if the optimization can be performed.
7656    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7657
7658 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7659    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7660    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7661    faster than one that increments from zero.  */
7662
7663 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7664    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7665    final_[bg]iv_value.  */
7666
7667 static int
7668 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7669      rtx loop_end;
7670      int insn_count;
7671      rtx loop_start;
7672      struct loop_info *loop_info;
7673 {
7674   struct iv_class *bl;
7675   rtx reg;
7676   rtx jump_label;
7677   rtx final_value;
7678   rtx start_value;
7679   rtx new_add_val;
7680   rtx comparison;
7681   rtx before_comparison;
7682   rtx p;
7683   rtx jump;
7684   rtx first_compare;
7685   int compare_and_branch;
7686
7687   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7688      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7689
7690   jump = PREV_INSN (loop_end);
7691   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7692   if (comparison == 0)
7693     return 0;
7694
7695   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7696      two instructions.  */
7697   get_condition (jump, &first_compare);
7698   if (first_compare == jump)
7699     compare_and_branch = 1;
7700   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7701     compare_and_branch = 2;
7702   else
7703     return 0;
7704
7705   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7706      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7707      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7708      used between its update and the test insn.  */
7709
7710   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7711     {
7712       if (bl->biv_count == 1
7713           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7714           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7715                                    first_compare))
7716         break;
7717     }
7718
7719   if (! bl)
7720     return 0;
7721
7722   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7723      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7724      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7725      m68k DBRA instruction to be used.  */
7726
7727   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7728         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7729         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7730        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7731       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7732       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7733     {
7734       /* Initial value must be greater than 0,
7735          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7736          the last iteration */
7737
7738       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7739           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7740           && (INTVAL (bl->initial_value)
7741               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7742         {
7743           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7744           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7745             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7746                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7747           bl->nonneg = 1;
7748
7749           return 1;
7750         }
7751
7752       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7753          the loop, then we can safely optimize.  */
7754       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7755         {
7756           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7757             break;
7758           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7759             continue;
7760
7761           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7762           if (before_comparison
7763               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7764               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7765               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7766               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7767               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7768             {
7769               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7770                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7771                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7772               bl->nonneg = 1;
7773
7774               return 1;
7775             }
7776         }
7777     }
7778   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7779     {
7780       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7781       /* Can do this if:
7782          all registers modified are induction variables or invariant,
7783          all memory references have non-overlapping addresses
7784          (obviously true if only one write)
7785          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7786       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7787          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7788          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7789          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7790          one biv.  */
7791       int num_nonfixed_reads = 0;
7792       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7793       int no_use_except_counting = 0;
7794       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7795          which is reversible.  */
7796       int reversible_mem_store = 1;
7797
7798       if (bl->giv_count == 0
7799           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7800         {
7801           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7802
7803           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7804              fall through at the end of the loop, then
7805              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7806           no_use_except_counting = 1;
7807           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7808             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7809               {
7810                 rtx set = single_set (p);
7811
7812                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7813                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7814                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7815                   ;
7816                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7817                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7818                   /* Don't bother about the end test.  */
7819                   ;
7820                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7821                   {
7822                     no_use_except_counting = 0;
7823                     break;
7824                   }
7825               }
7826         }
7827
7828       if (no_use_except_counting)
7829         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7830       else if (num_mem_sets <= 1)
7831         {
7832           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7833             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7834               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7835
7836           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7837              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7838              might then have the wrong value at loop exit.
7839              This would work if the source was invariant also, however, in that
7840              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7841
7842           if (num_mem_sets == 1)
7843             {
7844               struct induction *v;
7845
7846               reversible_mem_store
7847                 = (! unknown_address_altered
7848                    && ! invariant_p (XEXP (XEXP (loop_store_mems, 0), 0)));
7849
7850               /* If the store depends on a register that is set after the
7851                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7852                  reversible.  */
7853               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7854                 {
7855                   if (v->giv_type == DEST_REG
7856                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7857                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7858                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7859                     reversible_mem_store = 0;
7860                 }
7861             }
7862         }
7863       else
7864         return 0;
7865
7866       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7867          the memory address check by only reversing loops with
7868          zero or one memory access.
7869          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7870          and that can't be reversed.
7871          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7872          about all these things.  */
7873
7874       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7875            && !loop_has_call
7876            && !loop_has_volatile
7877            && reversible_mem_store
7878            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7879               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7880            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7881           || no_use_except_counting)
7882         {
7883           rtx tem;
7884
7885           /* Loop can be reversed.  */
7886           if (loop_dump_stream)
7887             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7888
7889           /* Now check other conditions:
7890
7891              The increment must be a constant, as must the initial value,
7892              and the comparison code must be LT.
7893
7894              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7895              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7896              confusing.  */
7897
7898           if (comparison
7899               /* for constants, LE gets turned into LT */
7900               && (GET_CODE (comparison) == LT
7901                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7902                       && no_use_except_counting)))
7903             {
7904               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7905               rtx initial_value, comparison_value;
7906               int nonneg = 0;
7907               enum rtx_code cmp_code;
7908               int comparison_const_width;
7909               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7910
7911               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7912               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7913               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7914                 comparison_const_width
7915                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7916               else
7917                 comparison_const_width
7918                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7919               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7920                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7921               comparison_sign_mask
7922                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7923
7924               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7925                  can not reverse this loop.
7926
7927                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7928                  a whole compute an invariant result, then we could move
7929                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7930               if (!invariant_p (comparison_value))
7931                 return 0;
7932
7933               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7934                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7935               initial_value = bl->initial_value;
7936
7937               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7938                  has no other use except as a counter.  This will allow
7939                  a few more loops to be reversed.  */
7940               if (no_use_except_counting
7941                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7942                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7943                 {
7944                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7945                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7946                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7947                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7948                      Since comparison_value is constant, we know that the
7949                      current comparison code is LT.  */
7950                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7951                   comparison_val
7952                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7953                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7954                      even if there is an overflow, we might still be able to
7955                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7956                      NE is possible.  */
7957                   initial_value = const0_rtx;
7958                 }
7959
7960               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7961               if (initial_value == const0_rtx
7962                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7963                      the NE test, since this will allow that instruction to
7964                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7965                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7966                      a non-counting use.  */
7967 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7968                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7969                          && (bl->biv_count == 0
7970                              || no_use_except_counting)))
7971 #endif
7972                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7973                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7974                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7975                         & comparison_sign_mask))
7976                 {
7977                   /* Register will always be nonnegative, with value
7978                      0 on last iteration */
7979                   add_adjust = add_val;
7980                   nonneg = 1;
7981                   cmp_code = GE;
7982                 }
7983               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7984                        && (bl->biv_count == 0
7985                            || no_use_except_counting))
7986                 {
7987                   add_adjust = 0;
7988                   cmp_code = NE;
7989                 }
7990               else
7991                 return 0;
7992
7993               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7994                 add_adjust -= add_val;
7995
7996               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7997                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7998                  can not reverse this loop.  */
7999               if (initial_value == const0_rtx
8000                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8001                 {
8002                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
8003                     return 0;
8004                 }
8005               else
8006                 {
8007                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
8008                     return 0;
8009                 }
8010
8011               final_value = comparison_value;
8012
8013               /* Reset these in case we normalized the initial value
8014                  and comparison value above.  */
8015               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
8016                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8017                 {
8018                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
8019                   final_value
8020                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
8021                 }
8022               bl->initial_value = initial_value;
8023
8024               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
8025               reg = bl->biv->dest_reg;
8026               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
8027               if (jump_label == pc_rtx)
8028                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
8029               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
8030
8031               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
8032                  to generate a SUB.
8033                  Initialize biv to start_value before loop start.
8034                  The old initializing insn will be deleted as a
8035                  dead store by flow.c.  */
8036               if (initial_value == const0_rtx
8037                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
8038                 {
8039                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
8040                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
8041                                     loop_start);
8042                 }
8043               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
8044                 {
8045                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
8046                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8047                   enum insn_code icode
8048                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8049                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8050                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8051                             (comparison_value, mode))
8052                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
8053                     return 0;
8054                   start_value
8055                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
8056                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8057                                      (reg, comparison_value, offset)),
8058                                     loop_start);
8059                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
8060                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
8061                                                 GEN_INT (add_val));
8062                 }
8063               else if (! add_adjust)
8064                 {
8065                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8066                   enum insn_code icode
8067                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
8068                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
8069                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
8070                             (comparison_value, mode))
8071                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
8072                             (initial_value, mode)))
8073                     return 0;
8074                   start_value
8075                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
8076                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
8077                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
8078                                     loop_start);
8079                 }
8080               else
8081                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
8082                    better to have a testcase first.  */
8083                 return 0;
8084
8085               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
8086                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
8087               start_sequence ();
8088               expand_inc (reg, new_add_val);
8089               tem = gen_sequence ();
8090               end_sequence ();
8091
8092               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8093               delete_insn (bl->biv->insn);
8094
8095               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8096               bl->biv->insn = p;
8097               bl->initial_value = start_value;
8098               bl->biv->add_val = new_add_val;
8099
8100               /* Update loop info.  */
8101               loop_info->initial_value = reg;
8102               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8103               loop_info->final_value = const0_rtx;
8104               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8105               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8106               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8107               loop_info->increment = new_add_val;
8108
8109               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8110                  not delete the label.  */
8111               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8112
8113               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8114                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8115               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8116                   || ! bl->init_insn
8117                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8118                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8119                                  loop_end);
8120
8121               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8122               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8123               if (compare_and_branch == 2)
8124                 delete_insn (first_compare);
8125
8126               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8127               start_sequence ();
8128               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8129                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8130                                        XEXP (jump_label, 0));
8131               tem = gen_sequence ();
8132               end_sequence ();
8133               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8134
8135               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8136                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8137                    tem = PREV_INSN (tem))
8138                 ;
8139
8140               if (tem)
8141                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8142
8143               if (nonneg)
8144                 {
8145                   if (tem)
8146                     {
8147                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8148                       /* Register is now always nonnegative,
8149                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8150                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8151                                                            REG_NOTES (tem));
8152                     }
8153                   bl->nonneg = 1;
8154                 }
8155
8156               /* No insn may reference both the reversed and another biv or it
8157                  will fail (see comment near the top of the loop reversal
8158                  code).
8159                  Earlier on, we have verified that the biv has no use except
8160                  counting, or it is the only biv in this function.
8161                  However, the code that computes no_use_except_counting does
8162                  not verify reg notes.  It's possible to have an insn that
8163                  references another biv, and has a REG_EQUAL note with an
8164                  expression based on the reversed biv.  To avoid this case,
8165                  remove all REG_EQUAL notes based on the reversed biv
8166                  here.  */
8167               for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
8168                 if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
8169                   {
8170                     rtx *pnote;
8171                     rtx set = single_set (p);
8172                     /* If this is a set of a GIV based on the reversed biv, any
8173                        REG_EQUAL notes should still be correct.  */
8174                     if (! set
8175                         || GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG
8176                         || REGNO (SET_DEST (set)) >= reg_iv_type->num_elements
8177                         || REG_IV_TYPE (REGNO (SET_DEST (set))) != GENERAL_INDUCT
8178                         || REG_IV_INFO (REGNO (SET_DEST (set)))->src_reg != bl->biv->src_reg)
8179                       for (pnote = &REG_NOTES (p); *pnote;)
8180                         {
8181                           if (REG_NOTE_KIND (*pnote) == REG_EQUAL
8182                               && reg_mentioned_p (regno_reg_rtx[bl->regno],
8183                                                   XEXP (*pnote, 0)))
8184                             *pnote = XEXP (*pnote, 1);
8185                           else
8186                             pnote = &XEXP (*pnote, 1);
8187                         }
8188                   }
8189
8190               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8191                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8192                  will have to be fixed up.  */
8193
8194               bl->reversed = 1;
8195
8196               if (loop_dump_stream)
8197                 {
8198                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8199                   if (bl->nonneg)
8200                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8201                   else
8202                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8203                 }
8204
8205               return 1;
8206             }
8207         }
8208     }
8209
8210   return 0;
8211 }
8212 \f
8213 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8214    based on the insns in the loop that refer to it.
8215    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8216
8217    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8218
8219    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8220    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8221    start of the loop.  */
8222
8223 static int
8224 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8225      struct iv_class *bl;
8226      rtx loop_start;
8227      rtx end;
8228      int eliminate_p;
8229      int threshold, insn_count;
8230 {
8231   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8232   rtx p;
8233
8234   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8235      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8236
8237   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8238     {
8239       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8240       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8241
8242       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8243       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8244         {
8245           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8246
8247           if (note)
8248             {
8249               rtx last = XEXP (note, 0);
8250               rtx set = single_set (last);
8251
8252               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8253                 {
8254                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8255
8256                   if (regno < max_reg_before_loop
8257                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8258                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8259                     p = last;
8260                 }
8261             }
8262         }
8263       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8264           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8265           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8266         {
8267           if (loop_dump_stream)
8268             fprintf (loop_dump_stream,
8269                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8270                      bl->regno, INSN_UID (p));
8271           break;
8272         }
8273     }
8274
8275   if (p == end)
8276     {
8277       if (loop_dump_stream)
8278         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8279                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8280       return 1;
8281     }
8282
8283   return 0;
8284 }
8285 \f
8286 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8287    Return non-zero if INSN is first.  */
8288
8289 int
8290 loop_insn_first_p (insn, reference)
8291      rtx insn, reference;
8292 {
8293   rtx p, q;
8294
8295   for (p = insn, q = reference; ;)
8296     {
8297       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8298          first.  */
8299       if (q == insn || ! p)
8300         return 0;
8301       if (p == reference || ! q)
8302         return 1;
8303
8304       /* Either of P or Q might be a NOTE.  Notes have the same LUID as the
8305          previous insn, hence the <= comparison below does not work if
8306          P is a note.  */
8307       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8308           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop
8309           && GET_CODE (p) != NOTE)
8310         return INSN_LUID (p) <= INSN_LUID (q);
8311
8312       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
8313           || GET_CODE (p) == NOTE)
8314         p = NEXT_INSN (p);
8315       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8316         q = NEXT_INSN (q);
8317     }
8318 }
8319
8320 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8321    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8322    div derivation is zero.  */
8323 static int
8324 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8325      struct induction *biv, *giv;
8326      rtx insn;
8327 {
8328   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8329      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8330      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8331      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8332   if (giv->auto_inc_opt
8333       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8334            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8335           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8336               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8337     return 0;
8338
8339   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8340      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8341      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8342      bother to make this possible.  */
8343   if (giv->derived_from
8344       && ! (giv->always_executed
8345             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8346             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8347     return 0;
8348   if (giv->same
8349       && giv->same->derived_from
8350       && ! (giv->same->always_executed
8351             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8352             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8353     return 0;
8354
8355   return 1;
8356 }
8357
8358 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8359    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8360
8361    If BIV does not appear in X, return 1.
8362
8363    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8364    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8365    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8366    the loop.  */
8367
8368 static int
8369 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8370      rtx x, insn;
8371      struct iv_class *bl;
8372      int eliminate_p;
8373      rtx where;
8374 {
8375   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8376   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8377   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8378   struct induction *v;
8379   rtx arg, tem;
8380 #ifdef HAVE_cc0
8381   rtx new;
8382 #endif
8383   int arg_operand;
8384   const char *fmt;
8385   int i, j;
8386
8387   switch (code)
8388     {
8389     case REG:
8390       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8391          we can't eliminate it.  */
8392       if (x == reg)
8393         return 0;
8394       return 1;
8395
8396     case SET:
8397       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8398       if (SET_DEST (x) == reg)
8399         return 1;
8400
8401       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8402          it will go away when the giv is reduced.  */
8403       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8404         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8405           return 1;
8406
8407 #ifdef HAVE_cc0
8408       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8409         {
8410           /* Can replace with any giv that was reduced and
8411              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8412              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8413              ??? We disable this optimization to avoid potential
8414              overflows.  */
8415
8416           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8417             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8418                 && v->add_val == const0_rtx
8419                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8420                 && v->mode == mode
8421                 && 0)
8422               {
8423                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8424                   continue;
8425
8426                 if (! eliminate_p)
8427                   return 1;
8428
8429                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8430                    then reverse the comparison.  */
8431                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8432                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8433                                          const0_rtx, v->new_reg);
8434                 else
8435                   new = v->new_reg;
8436
8437                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8438                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8439                   return 1;
8440               }
8441
8442           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8443              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8444              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8445              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8446              overflow problem.  */
8447
8448           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8449             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8450                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8451                 && v->mode == mode
8452                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8453                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8454                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8455                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8456                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8457               {
8458                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8459                   continue;
8460
8461                 if (! eliminate_p)
8462                   return 1;
8463
8464                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8465                    then reverse the comparison.  */
8466                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8467                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8468                                          v->new_reg);
8469                 else
8470                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8471                                          copy_rtx (v->add_val));
8472
8473                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8474                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8475                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8476                   return 1;
8477
8478                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8479                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8480                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8481
8482                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8483                                   where);
8484
8485                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8486                    the compare expression. */
8487                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8488                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8489                   return 1;
8490               }
8491         }
8492 #endif
8493       break;
8494
8495     case COMPARE:
8496     case EQ:  case NE:
8497     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8498     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8499       /* See if either argument is the biv.  */
8500       if (XEXP (x, 0) == reg)
8501         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8502       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8503         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8504       else
8505         break;
8506
8507       if (CONSTANT_P (arg))
8508         {
8509           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8510              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8511              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8512
8513           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8514             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8515                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8516                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8517                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8518                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8519                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8520                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8521                 && v->mode == mode)
8522               {
8523                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8524                   continue;
8525
8526                 if (! eliminate_p)
8527                   return 1;
8528
8529                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8530                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8531
8532                 /* If all constants are actually constant integers and
8533                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8534                    do so.  */
8535                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8536                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8537                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8538                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8539                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8540                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8541                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8542                   return 1;
8543
8544                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8545                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8546                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8547                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8548                   return 1;
8549
8550                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8551                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8552               }
8553
8554           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8555              Insert insns to calculate new compare value.
8556              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8557
8558           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8559             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8560                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8561                 && v->mode == mode
8562                 && 0)
8563               {
8564                 rtx tem;
8565
8566                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8567                   continue;
8568
8569                 if (! eliminate_p)
8570                   return 1;
8571
8572                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8573
8574                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8575                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8576                                  v->new_reg, 1);
8577
8578                 /* Compute value to compare against.  */
8579                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8580                 /* Use it in this insn.  */
8581                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8582                 if (apply_change_group ())
8583                   return 1;
8584               }
8585         }
8586       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8587         {
8588           if (invariant_p (arg) == 1)
8589             {
8590               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8591                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8592                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8593
8594               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8595                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8596                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8597                     && v->mode == mode
8598                     && 0)
8599                   {
8600                     rtx tem;
8601
8602                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8603                       continue;
8604
8605                     if (! eliminate_p)
8606                       return 1;
8607
8608                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8609
8610                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8611                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8612                                      v->new_reg, 1);
8613
8614                     /* Compute value to compare against.  */
8615                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8616                                       tem, where);
8617                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8618                     if (apply_change_group ())
8619                       return 1;
8620                   }
8621             }
8622
8623           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8624              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8625              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8626              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8627              but that can generate poor code.
8628
8629              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8630              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8631              we might have to do a topological sort of the order in which
8632              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8633              this sort of thing now.  */
8634
8635 #if 0
8636           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8637           if (GET_CODE (arg) != REG
8638               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8639             return 0;
8640
8641           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8642              with identical coefficients.  */
8643           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8644             {
8645               struct induction *tv;
8646
8647               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8648                 continue;
8649
8650               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8651                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8652                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8653                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8654                     && tv->mode == mode)
8655                   {
8656                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8657                       continue;
8658
8659                     if (! eliminate_p)
8660                       return 1;
8661
8662                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8663                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8664                     /* Replace other operand with the other giv's
8665                        reduced reg.  */
8666                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8667                     return 1;
8668                   }
8669             }
8670 #endif
8671         }
8672
8673       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8674       return 0;
8675
8676     case MEM:
8677       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8678          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8679       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8680         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8681           return 1;
8682       break;
8683
8684     default:
8685       break;
8686     }
8687
8688   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8689   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8690   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8691     {
8692       switch (fmt[i])
8693         {
8694         case 'e':
8695           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8696                                        eliminate_p, where))
8697             return 0;
8698           break;
8699
8700         case 'E':
8701           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8702             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8703                                          eliminate_p, where))
8704               return 0;
8705           break;
8706         }
8707     }
8708
8709   return 1;
8710 }
8711 \f
8712 /* Return nonzero if the last use of REG
8713    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8714
8715 static int
8716 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8717      rtx reg;
8718      rtx insn;
8719 {
8720   rtx n;
8721   for (n = insn;
8722        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8723        n = NEXT_INSN (n))
8724     {
8725       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8726         return 1;
8727     }
8728   return 0;
8729 }
8730 \f
8731 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8732    just record the location of the set and process it later.  */
8733
8734 static void
8735 record_initial (dest, set)
8736      rtx dest;
8737      rtx set;
8738 {
8739   struct iv_class *bl;
8740
8741   if (GET_CODE (dest) != REG
8742       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8743       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8744     return;
8745
8746   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8747
8748   /* If this is the first set found, record it.  */
8749   if (bl->init_insn == 0)
8750     {
8751       bl->init_insn = note_insn;
8752       bl->init_set = set;
8753     }
8754 }
8755 \f
8756 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8757    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8758    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8759    use it.  */
8760
8761 static void
8762 update_reg_last_use (x, insn)
8763      rtx x;
8764      rtx insn;
8765 {
8766   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8767      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8768      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8769      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8770   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8771       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8772       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8773     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8774   else
8775     {
8776       register int i, j;
8777       register const char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8778       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8779         {
8780           if (fmt[i] == 'e')
8781             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8782           else if (fmt[i] == 'E')
8783             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8784               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8785         }
8786     }
8787 }
8788 \f
8789 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8790    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8791    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8792    be returned.
8793
8794    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8795    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8796    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8797    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8798
8799    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8800    callers.  Specifically:
8801
8802    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8803    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8804    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8805    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8806        for GE, GEU, and LEU.  */
8807
8808 rtx
8809 get_condition (jump, earliest)
8810      rtx jump;
8811      rtx *earliest;
8812 {
8813   enum rtx_code code;
8814   rtx prev = jump;
8815   rtx set;
8816   rtx tem;
8817   rtx op0, op1;
8818   int reverse_code = 0;
8819   int did_reverse_condition = 0;
8820   enum machine_mode mode;
8821
8822   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8823   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8824       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8825     return 0;
8826
8827   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8828   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8829   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8830   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8831
8832   if (earliest)
8833     *earliest = jump;
8834
8835   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8836      the condition.  */
8837   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8838       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8839     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8840
8841   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8842      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8843      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8844      in cse.c  */
8845
8846   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8847     {
8848       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8849       rtx x = 0;
8850
8851 #ifdef HAVE_cc0
8852       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8853          insn.  */
8854       if (op0 == cc0_rtx)
8855         {
8856           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8857               || GET_CODE (prev) != INSN
8858               || (set = single_set (prev)) == 0
8859               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8860             return 0;
8861
8862           op0 = SET_SRC (set);
8863           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8864           if (earliest)
8865             *earliest = prev;
8866         }
8867 #endif
8868
8869       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8870       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8871         {
8872           op1 = XEXP (op0, 1);
8873           op0 = XEXP (op0, 0);
8874           continue;
8875         }
8876       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8877         break;
8878
8879       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8880          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8881          we don't want to bother dealing with it.  */
8882
8883       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8884           || GET_CODE (prev) != INSN
8885           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8886           || (set = single_set (prev)) == 0)
8887         break;
8888
8889       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8890          relevant.  */
8891       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8892         {
8893           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8894
8895           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8896              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8897              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8898              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8899              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8900              should not affect other platforms.
8901
8902              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8903              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8904              modeless comparisons inside branch patterns.
8905
8906              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8907              in simplify_comparison in combine.  */
8908
8909           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8910                || (((code == NE
8911                      || (code == LT
8912                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8913                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8914                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8915                          && (STORE_FLAG_VALUE
8916                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8917                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8918 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8919                      || (code == LT
8920                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8921                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8922 #endif
8923                      ))
8924                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8925               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8926                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8927                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8928             x = SET_SRC (set);
8929           else if (((code == EQ
8930                      || (code == GE
8931                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8932                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8933                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8934                          && (STORE_FLAG_VALUE
8935                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8936                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8937 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8938                      || (code == GE
8939                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8940                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8941 #endif
8942                      ))
8943                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8944                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8945                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8946                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8947
8948             {
8949               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8950                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8951                  have had to reverse the condition.  */
8952               did_reverse_condition ^= 1;
8953               reverse_code = 1;
8954               x = SET_SRC (set);
8955             }
8956           else
8957             break;
8958         }
8959
8960       else if (reg_set_p (op0, prev))
8961         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8962         break;
8963
8964       if (x)
8965         {
8966           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8967             code = GET_CODE (x);
8968           if (reverse_code)
8969             {
8970               code = reverse_condition (code);
8971               did_reverse_condition ^= 1;
8972               reverse_code = 0;
8973             }
8974
8975           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8976           if (earliest)
8977             *earliest = prev;
8978         }
8979     }
8980
8981   /* If constant is first, put it last.  */
8982   if (CONSTANT_P (op0))
8983     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8984
8985   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8986      was really being compared, so fail.  */
8987   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8988     return 0;
8989
8990   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8991      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8992      overflow.  */
8993
8994   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8995       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8996       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8997     {
8998       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8999       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
9000       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
9001         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
9002
9003       switch (code)
9004         {
9005         case LE:
9006           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
9007             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
9008           break;
9009
9010         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
9011            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
9012         case GE:
9013           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
9014               != (((HOST_WIDE_INT) 1
9015                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
9016             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
9017           break;
9018
9019         case LEU:
9020           if (uconst_val < max_val)
9021             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
9022           break;
9023
9024         case GEU:
9025           if (uconst_val != 0)
9026             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
9027           break;
9028
9029         default:
9030           break;
9031         }
9032     }
9033
9034   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
9035      EQ or NE, return zero.  */
9036   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
9037       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
9038       && ! flag_fast_math
9039       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
9040     return 0;
9041
9042 #ifdef HAVE_cc0
9043   /* Never return CC0; return zero instead.  */
9044   if (op0 == cc0_rtx)
9045     return 0;
9046 #endif
9047
9048   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
9049 }
9050
9051 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
9052    unless both operands are invariants.  */
9053
9054 rtx
9055 get_condition_for_loop (x)
9056      rtx x;
9057 {
9058   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
9059
9060   if (comparison == 0
9061       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
9062       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
9063     return comparison;
9064
9065   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
9066                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
9067 }
9068
9069 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
9070 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
9071    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
9072    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
9073    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
9074  */
9075
9076 static void
9077 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
9078      rtx loop_start, loop_end;
9079      struct loop_info *loop_info;
9080 {
9081   int i;
9082   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
9083
9084   int increment_direction, compare_direction;
9085
9086   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
9087       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
9088   int add_iteration = 0;
9089
9090   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
9091
9092   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
9093
9094   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
9095   if (loop_info->unroll_number == -1)
9096     return;
9097
9098   /* Make sure that the count register is not in use.  */
9099   if (loop_used_count_register [loop_num])
9100     {
9101       if (loop_dump_stream)
9102         fprintf (loop_dump_stream,
9103                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
9104                  loop_num);
9105       return;
9106     }
9107
9108   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
9109   if (indirect_jump_in_function)
9110     {
9111       if (loop_dump_stream)
9112         fprintf (loop_dump_stream,
9113                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
9114                  loop_num);
9115       return;
9116     }
9117
9118   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
9119   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
9120       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
9121       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
9122     {
9123       if (loop_dump_stream)
9124         fprintf (loop_dump_stream,
9125                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
9126                  loop_num);
9127       return;
9128     }
9129
9130   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9131      (the count register might be altered by the called function).  */
9132   if (loop_has_call)
9133     {
9134       if (loop_dump_stream)
9135         fprintf (loop_dump_stream,
9136                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9137                  loop_num);
9138       return;
9139     }
9140
9141   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9142      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9143   if (loop_has_tablejump)
9144     {
9145       if (loop_dump_stream)
9146         fprintf (loop_dump_stream,
9147                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9148                  loop_num);
9149       return;
9150     }
9151
9152   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9153   if (loop_info->unroll_number > 1)
9154     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9155   else
9156     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9157
9158   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9159     {
9160       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9161       if (loop_dump_stream)
9162         fprintf (loop_dump_stream,
9163                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9164                  loop_num);
9165       return;
9166     }
9167
9168   /* Try to instrument the loop.  */
9169
9170   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9171   if (n_iterations > 0)
9172     {
9173       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9174       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9175         loop_used_count_register[i] = 1;
9176       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9177       return;
9178     }
9179
9180   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9181      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9182      of the number of iterations.  */
9183
9184   if (loop_info->iteration_var == 0)
9185     {
9186       if (loop_dump_stream)
9187         fprintf (loop_dump_stream,
9188                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9189                  loop_num);
9190       return;
9191     }
9192
9193   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9194       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9195     {
9196       if (loop_dump_stream)
9197         fprintf (loop_dump_stream,
9198                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9199                  loop_num);
9200       return;
9201     }
9202
9203   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9204   if (loop_info->comparison_code == NE)
9205     {
9206       if (loop_dump_stream)
9207         fprintf (loop_dump_stream,
9208                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9209                  loop_num);
9210       return;
9211     }
9212 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9213 #if 0
9214   else
9215     {
9216       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9217          loop executes at least once.  */
9218       rtx sequence;
9219       rtx iterations_num_reg;
9220
9221       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9222         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9223
9224       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9225          expensive) divide is needed.  */
9226       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9227         {
9228           if (loop_dump_stream)
9229             fprintf (loop_dump_stream,
9230                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9231           return;
9232         }
9233
9234       /* compute the number of iterations */
9235       start_sequence ();
9236       {
9237         rtx temp_reg;
9238
9239         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9240            ;
9241            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9242            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9243            ;                                           increment
9244          */
9245         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9246            expand_binop?  */
9247         if (compare_direction > 0)
9248           {
9249             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9250             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9251                                      comparison_value, initial_value,
9252                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9253           }
9254         else
9255           {
9256             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9257                                      initial_value, comparison_value,
9258                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9259           }
9260
9261         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9262           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9263                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9264                                             + add_iteration),
9265                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9266
9267         if (increment_value_abs != 1)
9268           iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, asr_optab,
9269                                              temp_reg,
9270                                              GEN_INT (exact_log2 (increment_value_abs)),
9271                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9272         else
9273           iterations_num_reg = temp_reg;
9274       }
9275       sequence = gen_sequence ();
9276       end_sequence ();
9277       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9278       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9279     }
9280
9281   return;
9282 #endif /* Complex case */
9283 }
9284
9285 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9286    1. A new counter register is created.
9287    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9288    passed in the loop_num_iterations parameter.
9289    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9290    The created comparison follows the pattern defined for the
9291    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9292    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9293    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9294    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9295
9296 static void
9297 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9298      rtx loop_start, loop_end;
9299      rtx loop_num_iterations;
9300 {
9301   rtx counter_reg;
9302   rtx start_label;
9303   rtx sequence;
9304
9305   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9306     {
9307       if (loop_dump_stream)
9308         {
9309           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9310           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9311             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9312                      INTVAL (loop_num_iterations));
9313           else
9314             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9315           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9316         }
9317
9318       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9319          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9320       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9321
9322       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9323       start_label = gen_label_rtx ();
9324       emit_label_after (start_label, loop_start);
9325
9326       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9327       start_sequence ();
9328       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9329       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9330       sequence = gen_sequence ();
9331       end_sequence ();
9332       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9333
9334       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9335          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9336          later recognized by assembly generation phase).  */
9337       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9338                                                                 start_label),
9339                              loop_end);
9340       LABEL_NUSES (start_label)++;
9341     }
9342
9343 }
9344 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9345
9346 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9347
9348    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9349    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9350 static int
9351 indirect_jump_in_function_p (start)
9352      rtx start;
9353 {
9354   rtx insn;
9355
9356   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9357     if (computed_jump_p (insn))
9358       return 1;
9359
9360   return 0;
9361 }
9362
9363 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9364    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9365    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9366
9367 static int
9368 insert_loop_mem (mem, data)
9369      rtx *mem;
9370      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9371 {
9372   int i;
9373   rtx m = *mem;
9374
9375   if (m == NULL_RTX)
9376     return 0;
9377
9378   switch (GET_CODE (m))
9379     {
9380     case MEM:
9381       break;
9382
9383     case CONST_DOUBLE:
9384       /* We're not interested in the MEM associated with a
9385          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9386       return -1;
9387
9388     default:
9389       /* This is not a MEM.  */
9390       return 0;
9391     }
9392
9393   /* See if we've already seen this MEM.  */
9394   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9395     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9396       {
9397         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9398           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9399              this happens, something tricky is going on, and we just
9400              don't optimize accesses to this MEM.  */
9401           loop_mems[i].optimize = 0;
9402
9403         return 0;
9404       }
9405
9406   /* Resize the array, if necessary.  */
9407   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9408     {
9409       if (loop_mems_allocated != 0)
9410         loop_mems_allocated *= 2;
9411       else
9412         loop_mems_allocated = 32;
9413
9414       loop_mems = (loop_mem_info*)
9415         xrealloc (loop_mems,
9416                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9417     }
9418
9419   /* Actually insert the MEM.  */
9420   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9421   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9422      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9423      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9424      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9425   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9426   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9427   ++loop_mems_idx;
9428
9429   return 0;
9430 }
9431
9432 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9433    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9434    values after load_mems.  */
9435
9436 static void
9437 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9438                                      insn_count)
9439      rtx scan_start;
9440      rtx end;
9441      rtx loop_top;
9442      rtx start;
9443      int *insn_count;
9444 {
9445   int nregs = max_reg_num ();
9446
9447   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9448
9449   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9450      created new registers.  */
9451   if (max_reg_num () > nregs)
9452     {
9453       int i;
9454       int old_nregs;
9455
9456       old_nregs = nregs;
9457       nregs = max_reg_num ();
9458
9459       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9460         {
9461           /* Grow all the arrays.  */
9462           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9463           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9464           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9465           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9466         }
9467       /* Clear the arrays */
9468       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9469       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9470       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9471
9472       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9473                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9474                            insn_count, nregs);
9475
9476       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9477         {
9478           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9479           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9480         }
9481
9482 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9483       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9484          create CCmode register copies.  */
9485       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9486         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9487           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9488 #endif
9489
9490       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9491       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9492              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9493              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9494     }
9495 }
9496
9497 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9498    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9499    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9500
9501 static void
9502 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9503      rtx scan_start;
9504      rtx end;
9505      rtx loop_top;
9506      rtx start;
9507 {
9508   int maybe_never = 0;
9509   int i;
9510   rtx p;
9511   rtx label = NULL_RTX;
9512   rtx end_label;
9513
9514   if (loop_mems_idx > 0)
9515     {
9516       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9517       int next_maybe_never = 0;
9518
9519       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9520          loop are never executed.  */
9521       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9522            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9523            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9524         {
9525           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9526             maybe_never = 1;
9527           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9528                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9529                       around to the beginning, don't set maybe_never
9530                       for that.  This must be an unconditional jump,
9531                       otherwise the code at the top of the loop might
9532                       never be executed.  Unconditional jumps are
9533                       followed a by barrier then loop end.  */
9534                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9535                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9536                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9537                          && simplejump_p (p)))
9538             {
9539               if (!condjump_p (p))
9540                 /* Something complicated.  */
9541                 maybe_never = 1;
9542               else
9543                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9544                    might not be reached.  */
9545                 next_maybe_never = 1;
9546             }
9547           else if (next_maybe_never)
9548             maybe_never = 1;
9549         }
9550
9551       /* Actually move the MEMs.  */
9552       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9553         {
9554           int written = 0;
9555           rtx reg;
9556           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9557           rtx mem_list_entry;
9558
9559           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9560               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9561             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9562             loop_mems[i].optimize = 0;
9563
9564           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9565              one is aliased by one of them.  */
9566           mem_list_entry = loop_store_mems;
9567           while (mem_list_entry)
9568             {
9569               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9570                 written = 1;
9571               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9572                                         mem, rtx_varies_p))
9573                 {
9574                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9575                   loop_mems[i].optimize = 0;
9576                   break;
9577                 }
9578               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9579             }
9580
9581           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9582              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9583           if (loop_mems[i].optimize && written)
9584             {
9585               int j;
9586
9587               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9588                 {
9589                   if (j == i)
9590                     continue;
9591                   else if (true_dependence (mem,
9592                                             VOIDmode,
9593                                             loop_mems[j].mem,
9594                                             rtx_varies_p))
9595                     {
9596                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9597                          the loop because writes to it might not be
9598                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9599                       loop_mems[i].optimize = 0;
9600                       break;
9601                     }
9602                 }
9603             }
9604
9605           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9606             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9607                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9608             loop_mems[i].optimize = 0;
9609
9610           if (!loop_mems[i].optimize)
9611             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9612                loop, but later discovered that we could not.  */
9613             continue;
9614
9615           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9616              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9617              out of the loop just because this REG is neither a
9618              user-variable nor used in the loop test.  */
9619           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9620           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9621           loop_mems[i].reg = reg;
9622
9623           /* Now, replace all references to the MEM with the
9624              corresponding pesudos.  */
9625           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9626                p != NULL_RTX;
9627                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9628             {
9629               rtx_and_int ri;
9630               ri.r = p;
9631               ri.i = i;
9632               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9633             }
9634
9635           if (!apply_change_group ())
9636             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9637             loop_mems[i].optimize = 0;
9638           else
9639             {
9640               rtx set;
9641
9642               /* Load the memory immediately before START, which is
9643                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9644               set = gen_move_insn (reg, mem);
9645               emit_insn_before (set, start);
9646
9647               if (written)
9648                 {
9649                   if (label == NULL_RTX)
9650                     {
9651                       /* We must compute the former
9652                          right-after-the-end label before we insert
9653                          the new one.  */
9654                       end_label = next_label (end);
9655                       label = gen_label_rtx ();
9656                       emit_label_after (label, end);
9657                     }
9658
9659                   /* Store the memory immediately after END, which is
9660                    the NOTE_LOOP_END.  */
9661                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9662                   emit_insn_after (set, label);
9663                 }
9664
9665               if (loop_dump_stream)
9666                 {
9667                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9668                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9669                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9670                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9671                 }
9672             }
9673         }
9674     }
9675
9676   if (label != NULL_RTX)
9677     {
9678       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9679          label with the new one.  */
9680       rtx_pair rr;
9681       rr.r1 = end_label;
9682       rr.r2 = label;
9683
9684       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9685         {
9686           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9687
9688           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9689              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9690              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9691              because the immediately following unroll pass will use it.
9692              replace_label would not work anyways, because that only handles
9693              LABEL_REFs.  */
9694           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9695             JUMP_LABEL (p) = label;
9696         }
9697     }
9698 }
9699
9700 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9701    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9702    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9703    and the MEM we are currently replacing.  */
9704
9705 static int
9706 replace_loop_mem (mem, data)
9707      rtx *mem;
9708      void *data;
9709 {
9710   rtx_and_int *ri;
9711   rtx insn;
9712   int i;
9713   rtx m = *mem;
9714
9715   if (m == NULL_RTX)
9716     return 0;
9717
9718   switch (GET_CODE (m))
9719     {
9720     case MEM:
9721       break;
9722
9723     case CONST_DOUBLE:
9724       /* We're not interested in the MEM associated with a
9725          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9726       return -1;
9727
9728     default:
9729       /* This is not a MEM.  */
9730       return 0;
9731     }
9732
9733   ri = (rtx_and_int*) data;
9734   i = ri->i;
9735
9736   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9737     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9738     return 0;
9739
9740   insn = ri->r;
9741
9742   /* Actually replace the MEM.  */
9743   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9744
9745   return 0;
9746 }
9747
9748 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9749    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9750    respectively.  */
9751
9752 static int
9753 replace_label (x, data)
9754      rtx *x;
9755      void *data;
9756 {
9757   rtx l = *x;
9758   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9759   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9760
9761   if (l == NULL_RTX)
9762     return 0;
9763
9764   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9765     return 0;
9766
9767   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9768     return 0;
9769
9770   XEXP (l, 0) = new_label;
9771   ++LABEL_NUSES (new_label);
9772   --LABEL_NUSES (old_label);
9773
9774   return 0;
9775 }
9776