gcc/loop.c

   1 /* Perform various loop optimizations, including strength reduction.
   2    Copyright (C) 1987, 88, 89, 91-98, 1999 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4 This file is part of GNU CC.
   5
   6 GNU CC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 any later version.
  10
  11 GNU CC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with GNU CC; see the file COPYING.  If not, write to
  18 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  19 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21
  22 /* This is the loop optimization pass of the compiler.
  23    It finds invariant computations within loops and moves them
  24    to the beginning of the loop.  Then it identifies basic and
  25    general induction variables.  Strength reduction is applied to the general
  26    induction variables, and induction variable elimination is applied to
  27    the basic induction variables.
  28
  29    It also finds cases where
  30    a register is set within the loop by zero-extending a narrower value
  31    and changes these to zero the entire register once before the loop
  32    and merely copy the low part within the loop.
  33
  34    Most of the complexity is in heuristics to decide when it is worth
  35    while to do these things.  */
  36
  37 #include "config.h"
  38 #include "system.h"
  39 #include "rtl.h"
  40 #include "obstack.h"
  41 #include "expr.h"
  42 #include "insn-config.h"
  43 #include "insn-flags.h"
  44 #include "regs.h"
  45 #include "hard-reg-set.h"
  46 #include "recog.h"
  47 #include "flags.h"
  48 #include "real.h"
  49 #include "loop.h"
  50 #include "except.h"
  51 #include "toplev.h"
  52
  53 /* Vector mapping INSN_UIDs to luids.
  54    The luids are like uids but increase monotonically always.
  55    We use them to see whether a jump comes from outside a given loop.  */
  56
  57 int *uid_luid;
  58
  59 /* Indexed by INSN_UID, contains the ordinal giving the (innermost) loop
  60    number the insn is contained in.  */
  61
  62 int *uid_loop_num;
  63
  64 /* 1 + largest uid of any insn.  */
  65
  66 int max_uid_for_loop;
  67
  68 /* 1 + luid of last insn.  */
  69
  70 static int max_luid;
  71
  72 /* Number of loops detected in current function.  Used as index to the
  73    next few tables.  */
  74
  75 static int max_loop_num;
  76
  77 /* Indexed by loop number, contains the first and last insn of each loop.  */
  78
  79 static rtx *loop_number_loop_starts, *loop_number_loop_ends;
  80
  81 /* Likewise for the continue insn */
  82 static rtx *loop_number_loop_cont;
  83
  84 /* The first code_label that is reached in every loop iteration.
  85    0 when not computed yet, initially const0_rtx if a jump couldn't be
  86    followed.
  87    Also set to 0 when there is no such label before the NOTE_INSN_LOOP_CONT
  88    of this loop, or in verify_dominator, if a jump couldn't be followed.  */
  89 static rtx *loop_number_cont_dominator;
  90
  91 /* For each loop, gives the containing loop number, -1 if none.  */
  92
  93 int *loop_outer_loop;
  94
  95 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
  96 /* Records whether resource in use by inner loop.  */
  97
  98 int *loop_used_count_register;
  99 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 100
 101 /* Indexed by loop number, contains a nonzero value if the "loop" isn't
 102    really a loop (an insn outside the loop branches into it).  */
 103
 104 static char *loop_invalid;
 105
 106 /* Indexed by loop number, links together all LABEL_REFs which refer to
 107    code labels outside the loop.  Used by routines that need to know all
 108    loop exits, such as final_biv_value and final_giv_value.
 109
 110    This does not include loop exits due to return instructions.  This is
 111    because all bivs and givs are pseudos, and hence must be dead after a
 112    return, so the presense of a return does not affect any of the
 113    optimizations that use this info.  It is simpler to just not include return
 114    instructions on this list.  */
 115
 116 rtx *loop_number_exit_labels;
 117
 118 /* Indexed by loop number, counts the number of LABEL_REFs on
 119    loop_number_exit_labels for this loop and all loops nested inside it.  */
 120
 121 int *loop_number_exit_count;
 122
 123 /* Nonzero if there is a subroutine call in the current loop.  */
 124
 125 static int loop_has_call;
 126
 127 /* Nonzero if there is a volatile memory reference in the current
 128    loop.  */
 129
 130 static int loop_has_volatile;
 131
 132 /* Nonzero if there is a tablejump in the current loop.  */
 133
 134 static int loop_has_tablejump;
 135
 136 /* Added loop_continue which is the NOTE_INSN_LOOP_CONT of the
 137    current loop.  A continue statement will generate a branch to
 138    NEXT_INSN (loop_continue).  */
 139
 140 static rtx loop_continue;
 141
 142 /* Indexed by register number, contains the number of times the reg
 143    is set during the loop being scanned.
 144    During code motion, a negative value indicates a reg that has been
 145    made a candidate; in particular -2 means that it is an candidate that
 146    we know is equal to a constant and -1 means that it is an candidate
 147    not known equal to a constant.
 148    After code motion, regs moved have 0 (which is accurate now)
 149    while the failed candidates have the original number of times set.
 150
 151    Therefore, at all times, == 0 indicates an invariant register;
 152    < 0 a conditionally invariant one.  */
 153
 154 static varray_type set_in_loop;
 155
 156 /* Original value of set_in_loop; same except that this value
 157    is not set negative for a reg whose sets have been made candidates
 158    and not set to 0 for a reg that is moved.  */
 159
 160 static varray_type n_times_set;
 161
 162 /* Index by register number, 1 indicates that the register
 163    cannot be moved or strength reduced.  */
 164
 165 static varray_type may_not_optimize;
 166
 167 /* Contains the insn in which a register was used if it was used
 168    exactly once; contains const0_rtx if it was used more than once.  */
 169
 170 static varray_type reg_single_usage;
 171
 172 /* Nonzero means reg N has already been moved out of one loop.
 173    This reduces the desire to move it out of another.  */
 174
 175 static char *moved_once;
 176
 177 /* List of MEMs that are stored in this loop.  */
 178
 179 static rtx loop_store_mems;
 180
 181 /* The insn where the first of these was found.  */
 182 static rtx first_loop_store_insn;
 183
 184 typedef struct loop_mem_info {
 185   rtx mem;      /* The MEM itself.  */
 186   rtx reg;      /* Corresponding pseudo, if any.  */
 187   int optimize; /* Nonzero if we can optimize access to this MEM.  */
 188 } loop_mem_info;
 189
 190 /* Array of MEMs that are used (read or written) in this loop, but
 191    cannot be aliased by anything in this loop, except perhaps
 192    themselves.  In other words, if loop_mems[i] is altered during the
 193    loop, it is altered by an expression that is rtx_equal_p to it.  */
 194
 195 static loop_mem_info *loop_mems;
 196
 197 /* The index of the next available slot in LOOP_MEMS.  */
 198
 199 static int loop_mems_idx;
 200
 201 /* The number of elements allocated in LOOP_MEMs.  */
 202
 203 static int loop_mems_allocated;
 204
 205 /* Nonzero if we don't know what MEMs were changed in the current loop.
 206    This happens if the loop contains a call (in which case `loop_has_call'
 207    will also be set) or if we store into more than NUM_STORES MEMs.  */
 208
 209 static int unknown_address_altered;
 210
 211 /* Count of movable (i.e. invariant) instructions discovered in the loop.  */
 212 static int num_movables;
 213
 214 /* Count of memory write instructions discovered in the loop.  */
 215 static int num_mem_sets;
 216
 217 /* Number of loops contained within the current one, including itself.  */
 218 static int loops_enclosed;
 219
 220 /* Bound on pseudo register number before loop optimization.
 221    A pseudo has valid regscan info if its number is < max_reg_before_loop.  */
 222 int max_reg_before_loop;
 223
 224 /* This obstack is used in product_cheap_p to allocate its rtl.  It
 225    may call gen_reg_rtx which, in turn, may reallocate regno_reg_rtx.
 226    If we used the same obstack that it did, we would be deallocating
 227    that array.  */
 228
 229 static struct obstack temp_obstack;
 230
 231 /* This is where the pointer to the obstack being used for RTL is stored.  */
 232
 233 extern struct obstack *rtl_obstack;
 234
 235 #define obstack_chunk_alloc xmalloc
 236 #define obstack_chunk_free free
 237 \f
 238 /* During the analysis of a loop, a chain of `struct movable's
 239    is made to record all the movable insns found.
 240    Then the entire chain can be scanned to decide which to move.  */
 241
 242 struct movable
 243 {
 244   rtx insn;                     /* A movable insn */
 245   rtx set_src;                  /* The expression this reg is set from.  */
 246   rtx set_dest;                 /* The destination of this SET.  */
 247   rtx dependencies;             /* When INSN is libcall, this is an EXPR_LIST
 248                                    of any registers used within the LIBCALL.  */
 249   int consec;                   /* Number of consecutive following insns
 250                                    that must be moved with this one.  */
 251   int regno;                    /* The register it sets */
 252   short lifetime;               /* lifetime of that register;
 253                                    may be adjusted when matching movables
 254                                    that load the same value are found.  */
 255   short savings;                /* Number of insns we can move for this reg,
 256                                    including other movables that force this
 257                                    or match this one.  */
 258   unsigned int cond : 1;        /* 1 if only conditionally movable */
 259   unsigned int force : 1;       /* 1 means MUST move this insn */
 260   unsigned int global : 1;      /* 1 means reg is live outside this loop */
 261                 /* If PARTIAL is 1, GLOBAL means something different:
 262                    that the reg is live outside the range from where it is set
 263                    to the following label.  */
 264   unsigned int done : 1;        /* 1 inhibits further processing of this */
 265
 266   unsigned int partial : 1;     /* 1 means this reg is used for zero-extending.
 267                                    In particular, moving it does not make it
 268                                    invariant.  */
 269   unsigned int move_insn : 1;   /* 1 means that we call emit_move_insn to
 270                                    load SRC, rather than copying INSN.  */
 271   unsigned int move_insn_first:1;/* Same as above, if this is necessary for the
 272                                     first insn of a consecutive sets group.  */
 273   unsigned int is_equiv : 1;    /* 1 means a REG_EQUIV is present on INSN.  */
 274   enum machine_mode savemode;   /* Nonzero means it is a mode for a low part
 275                                    that we should avoid changing when clearing
 276                                    the rest of the reg.  */
 277   struct movable *match;        /* First entry for same value */
 278   struct movable *forces;       /* An insn that must be moved if this is */
 279   struct movable *next;
 280 };
 281
 282 static struct movable *the_movables;
 283
 284 FILE *loop_dump_stream;
 285
 286 /* Forward declarations.  */
 287
 288 static void verify_dominator PROTO((int));
 289 static void find_and_verify_loops PROTO((rtx));
 290 static void mark_loop_jump PROTO((rtx, int));
 291 static void prescan_loop PROTO((rtx, rtx));
 292 static int reg_in_basic_block_p PROTO((rtx, rtx));
 293 static int consec_sets_invariant_p PROTO((rtx, int, rtx));
 294 static int labels_in_range_p PROTO((rtx, int));
 295 static void count_one_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, rtx *));
 296
 297 static void count_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, varray_type, varray_type,
 298                                        int *, int));
 299 static void note_addr_stored PROTO((rtx, rtx));
 300 static int loop_reg_used_before_p PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx, rtx));
 301 static void scan_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, int, int));
 302 #if 0
 303 static void replace_call_address PROTO((rtx, rtx, rtx));
 304 #endif
 305 static rtx skip_consec_insns PROTO((rtx, int));
 306 static int libcall_benefit PROTO((rtx));
 307 static void ignore_some_movables PROTO((struct movable *));
 308 static void force_movables PROTO((struct movable *));
 309 static void combine_movables PROTO((struct movable *, int));
 310 static int regs_match_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 311 static int rtx_equal_for_loop_p PROTO((rtx, rtx, struct movable *));
 312 static void add_label_notes PROTO((rtx, rtx));
 313 static void move_movables PROTO((struct movable *, int, int, rtx, rtx, int));
 314 static int count_nonfixed_reads PROTO((rtx));
 315 static void strength_reduce PROTO((rtx, rtx, rtx, int, rtx, rtx, rtx, int, int));
 316 static void find_single_use_in_loop PROTO((rtx, rtx, varray_type));
 317 static int valid_initial_value_p PROTO((rtx, rtx, int, rtx));
 318 static void find_mem_givs PROTO((rtx, rtx, int, rtx, rtx));
 319 static void record_biv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx *, int, int));
 320 static void check_final_value PROTO((struct induction *, rtx, rtx,
 321                                      unsigned HOST_WIDE_INT));
 322 static void record_giv PROTO((struct induction *, rtx, rtx, rtx, rtx, rtx, int, enum g_types, int, rtx *, rtx, rtx));
 323 static void update_giv_derive PROTO((rtx));
 324 static int basic_induction_var PROTO((rtx, enum machine_mode, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx **));
 325 static rtx simplify_giv_expr PROTO((rtx, int *));
 326 static int general_induction_var PROTO((rtx, rtx *, rtx *, rtx *, int, int *));
 327 static int consec_sets_giv PROTO((int, rtx, rtx, rtx, rtx *, rtx *, rtx *));
 328 static int check_dbra_loop PROTO((rtx, int, rtx, struct loop_info *));
 329 static rtx express_from_1 PROTO((rtx, rtx, rtx));
 330 static rtx combine_givs_p PROTO((struct induction *, struct induction *));
 331 static void combine_givs PROTO((struct iv_class *));
 332 struct recombine_givs_stats;
 333 static int find_life_end PROTO((rtx, struct recombine_givs_stats *, rtx, rtx));
 334 static void recombine_givs PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int));
 335 static int product_cheap_p PROTO((rtx, rtx));
 336 static int maybe_eliminate_biv PROTO((struct iv_class *, rtx, rtx, int, int, int));
 337 static int maybe_eliminate_biv_1 PROTO((rtx, rtx, struct iv_class *, int, rtx));
 338 static int last_use_this_basic_block PROTO((rtx, rtx));
 339 static void record_initial PROTO((rtx, rtx));
 340 static void update_reg_last_use PROTO((rtx, rtx));
 341 static rtx next_insn_in_loop PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 342 static void load_mems_and_recount_loop_regs_set PROTO((rtx, rtx, rtx,
 343                                                        rtx, int *));
 344 static void load_mems PROTO((rtx, rtx, rtx, rtx));
 345 static int insert_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 346 static int replace_loop_mem PROTO((rtx *, void *));
 347 static int replace_label PROTO((rtx *, void *));
 348
 349 typedef struct rtx_and_int {
 350   rtx r;
 351   int i;
 352 } rtx_and_int;
 353
 354 typedef struct rtx_pair {
 355   rtx r1;
 356   rtx r2;
 357 } rtx_pair;
 358
 359 /* Nonzero iff INSN is between START and END, inclusive.  */
 360 #define INSN_IN_RANGE_P(INSN, START, END)       \
 361   (INSN_UID (INSN) < max_uid_for_loop           \
 362    && INSN_LUID (INSN) >= INSN_LUID (START)     \
 363    && INSN_LUID (INSN) <= INSN_LUID (END))
 364
 365 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 366 /* Test whether BCT applicable and safe.  */
 367 static void insert_bct PROTO((rtx, rtx, struct loop_info *));
 368
 369 /* Auxiliary function that inserts the BCT pattern into the loop.  */
 370 static void instrument_loop_bct PROTO((rtx, rtx, rtx));
 371 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 372
 373 /* Indirect_jump_in_function is computed once per function.  */
 374 int indirect_jump_in_function = 0;
 375 static int indirect_jump_in_function_p PROTO((rtx));
 376
 377 static int compute_luids PROTO((rtx, rtx, int));
 378
 379 static int biv_elimination_giv_has_0_offset PROTO((struct induction *,
 380                                                    struct induction *, rtx));
 381 \f
 382 /* Relative gain of eliminating various kinds of operations.  */
 383 static int add_cost;
 384 #if 0
 385 static int shift_cost;
 386 static int mult_cost;
 387 #endif
 388
 389 /* Benefit penalty, if a giv is not replaceable, i.e. must emit an insn to
 390    copy the value of the strength reduced giv to its original register.  */
 391 static int copy_cost;
 392
 393 /* Cost of using a register, to normalize the benefits of a giv.  */
 394 static int reg_address_cost;
 395
 396
 397 void
 398 init_loop ()
 399 {
 400   char *free_point = (char *) oballoc (1);
 401   rtx reg = gen_rtx_REG (word_mode, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
 402
 403   add_cost = rtx_cost (gen_rtx_PLUS (word_mode, reg, reg), SET);
 404
 405 #ifdef ADDRESS_COST
 406   reg_address_cost = ADDRESS_COST (reg);
 407 #else
 408   reg_address_cost = rtx_cost (reg, MEM);
 409 #endif
 410
 411   /* We multiply by 2 to reconcile the difference in scale between
 412      these two ways of computing costs.  Otherwise the cost of a copy
 413      will be far less than the cost of an add.  */
 414
 415   copy_cost = 2 * 2;
 416
 417   /* Free the objects we just allocated.  */
 418   obfree (free_point);
 419
 420   /* Initialize the obstack used for rtl in product_cheap_p.  */
 421   gcc_obstack_init (&temp_obstack);
 422 }
 423 \f
 424 /* Compute the mapping from uids to luids.
 425    LUIDs are numbers assigned to insns, like uids,
 426    except that luids increase monotonically through the code.
 427    Start at insn START and stop just before END.  Assign LUIDs
 428    starting with PREV_LUID + 1.  Return the last assigned LUID + 1.  */
 429 static int
 430 compute_luids (start, end, prev_luid)
 431      rtx start, end;
 432      int prev_luid;
 433 {
 434   int i;
 435   rtx insn;
 436
 437   for (insn = start, i = prev_luid; insn != end; insn = NEXT_INSN (insn))
 438     {
 439       if (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
 440         continue;
 441       /* Don't assign luids to line-number NOTEs, so that the distance in
 442          luids between two insns is not affected by -g.  */
 443       if (GET_CODE (insn) != NOTE
 444           || NOTE_LINE_NUMBER (insn) <= 0)
 445         uid_luid[INSN_UID (insn)] = ++i;
 446       else
 447         /* Give a line number note the same luid as preceding insn.  */
 448         uid_luid[INSN_UID (insn)] = i;
 449     }
 450   return i + 1;
 451 }
 452 \f
 453 /* Entry point of this file.  Perform loop optimization
 454    on the current function.  F is the first insn of the function
 455    and DUMPFILE is a stream for output of a trace of actions taken
 456    (or 0 if none should be output).  */
 457
 458 void
 459 loop_optimize (f, dumpfile, unroll_p, bct_p)
 460      /* f is the first instruction of a chain of insns for one function */
 461      rtx f;
 462      FILE *dumpfile;
 463      int unroll_p, bct_p;
 464 {
 465   register rtx insn;
 466   register int i;
 467
 468   loop_dump_stream = dumpfile;
 469
 470   init_recog_no_volatile ();
 471
 472   max_reg_before_loop = max_reg_num ();
 473
 474   moved_once = (char *) alloca (max_reg_before_loop);
 475   bzero (moved_once, max_reg_before_loop);
 476
 477   regs_may_share = 0;
 478
 479   /* Count the number of loops.  */
 480
 481   max_loop_num = 0;
 482   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
 483     {
 484       if (GET_CODE (insn) == NOTE
 485           && NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
 486         max_loop_num++;
 487     }
 488
 489   /* Don't waste time if no loops.  */
 490   if (max_loop_num == 0)
 491     return;
 492
 493   /* Get size to use for tables indexed by uids.
 494      Leave some space for labels allocated by find_and_verify_loops.  */
 495   max_uid_for_loop = get_max_uid () + 1 + max_loop_num * 32;
 496
 497   uid_luid = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 498   uid_loop_num = (int *) alloca (max_uid_for_loop * sizeof (int));
 499
 500   bzero ((char *) uid_luid, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 501   bzero ((char *) uid_loop_num, max_uid_for_loop * sizeof (int));
 502
 503   /* Allocate tables for recording each loop.  We set each entry, so they need
 504      not be zeroed.  */
 505   loop_number_loop_starts = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 506   loop_number_loop_ends = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 507   loop_number_loop_cont = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 508   loop_number_cont_dominator = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 509   loop_outer_loop = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 510   loop_invalid = (char *) alloca (max_loop_num * sizeof (char));
 511   loop_number_exit_labels = (rtx *) alloca (max_loop_num * sizeof (rtx));
 512   loop_number_exit_count = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 513
 514 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
 515   /* Allocate for BCT optimization */
 516   loop_used_count_register = (int *) alloca (max_loop_num * sizeof (int));
 517   bzero ((char *) loop_used_count_register, max_loop_num * sizeof (int));
 518 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
 519
 520   /* Find and process each loop.
 521      First, find them, and record them in order of their beginnings.  */
 522   find_and_verify_loops (f);
 523
 524   /* Now find all register lifetimes.  This must be done after
 525      find_and_verify_loops, because it might reorder the insns in the
 526      function.  */
 527   reg_scan (f, max_reg_num (), 1);
 528
 529   /* This must occur after reg_scan so that registers created by gcse
 530      will have entries in the register tables.
 531
 532      We could have added a call to reg_scan after gcse_main in toplev.c,
 533      but moving this call to init_alias_analysis is more efficient.  */
 534   init_alias_analysis ();
 535
 536   /* See if we went too far.  Note that get_max_uid already returns
 537      one more that the maximum uid of all insn.  */
 538   if (get_max_uid () > max_uid_for_loop)
 539     abort ();
 540   /* Now reset it to the actual size we need.  See above.  */
 541   max_uid_for_loop = get_max_uid ();
 542
 543   /* find_and_verify_loops has already called compute_luids, but it might
 544      have rearranged code afterwards, so we need to recompute the luids now.  */
 545   max_luid = compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
 546
 547   /* Don't leave gaps in uid_luid for insns that have been
 548      deleted.  It is possible that the first or last insn
 549      using some register has been deleted by cross-jumping.
 550      Make sure that uid_luid for that former insn's uid
 551      points to the general area where that insn used to be.  */
 552   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 553     {
 554       uid_luid[0] = uid_luid[i];
 555       if (uid_luid[0] != 0)
 556         break;
 557     }
 558   for (i = 0; i < max_uid_for_loop; i++)
 559     if (uid_luid[i] == 0)
 560       uid_luid[i] = uid_luid[i - 1];
 561
 562   /* Create a mapping from loops to BLOCK tree nodes.  */
 563   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 564     find_loop_tree_blocks ();
 565
 566   /* Determine if the function has indirect jump.  On some systems
 567      this prevents low overhead loop instructions from being used.  */
 568   indirect_jump_in_function = indirect_jump_in_function_p (f);
 569
 570   /* Now scan the loops, last ones first, since this means inner ones are done
 571      before outer ones.  */
 572   for (i = max_loop_num-1; i >= 0; i--)
 573     if (! loop_invalid[i] && loop_number_loop_ends[i])
 574       scan_loop (loop_number_loop_starts[i], loop_number_loop_ends[i],
 575                  loop_number_loop_cont[i], unroll_p, bct_p);
 576
 577   /* If debugging and unrolling loops, we must replicate the tree nodes
 578      corresponding to the blocks inside the loop, so that the original one
 579      to one mapping will remain.  */
 580   if (unroll_p && write_symbols != NO_DEBUG)
 581     unroll_block_trees ();
 582
 583   end_alias_analysis ();
 584 }
 585 \f
 586 /* Returns the next insn, in execution order, after INSN.  START and
 587    END are the NOTE_INSN_LOOP_BEG and NOTE_INSN_LOOP_END for the loop,
 588    respectively.  LOOP_TOP, if non-NULL, is the top of the loop in the
 589    insn-stream; it is used with loops that are entered near the
 590    bottom.  */
 591
 592 static rtx
 593 next_insn_in_loop (insn, start, end, loop_top)
 594      rtx insn;
 595      rtx start;
 596      rtx end;
 597      rtx loop_top;
 598 {
 599   insn = NEXT_INSN (insn);
 600
 601   if (insn == end)
 602     {
 603       if (loop_top)
 604         /* Go to the top of the loop, and continue there.  */
 605         insn = loop_top;
 606       else
 607         /* We're done.  */
 608         insn = NULL_RTX;
 609     }
 610
 611   if (insn == start)
 612     /* We're done.  */
 613     insn = NULL_RTX;
 614
 615   return insn;
 616 }
 617
 618 /* Optimize one loop whose start is LOOP_START and end is END.
 619    LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG and END is the matching
 620    NOTE_INSN_LOOP_END.
 621    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
 622
 623 /* ??? Could also move memory writes out of loops if the destination address
 624    is invariant, the source is invariant, the memory write is not volatile,
 625    and if we can prove that no read inside the loop can read this address
 626    before the write occurs.  If there is a read of this address after the
 627    write, then we can also mark the memory read as invariant.  */
 628
 629 static void
 630 scan_loop (loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
 631      rtx loop_start, end, loop_cont;
 632      int unroll_p, bct_p;
 633 {
 634   register int i;
 635   rtx p;
 636   /* 1 if we are scanning insns that could be executed zero times.  */
 637   int maybe_never = 0;
 638   /* 1 if we are scanning insns that might never be executed
 639      due to a subroutine call which might exit before they are reached.  */
 640   int call_passed = 0;
 641   /* For a rotated loop that is entered near the bottom,
 642      this is the label at the top.  Otherwise it is zero.  */
 643   rtx loop_top = 0;
 644   /* Jump insn that enters the loop, or 0 if control drops in.  */
 645   rtx loop_entry_jump = 0;
 646   /* Place in the loop where control enters.  */
 647   rtx scan_start;
 648   /* Number of insns in the loop.  */
 649   int insn_count;
 650   int in_libcall = 0;
 651   int tem;
 652   rtx temp;
 653   /* The SET from an insn, if it is the only SET in the insn.  */
 654   rtx set, set1;
 655   /* Chain describing insns movable in current loop.  */
 656   struct movable *movables = 0;
 657   /* Last element in `movables' -- so we can add elements at the end.  */
 658   struct movable *last_movable = 0;
 659   /* Ratio of extra register life span we can justify
 660      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
 661      since in that case saving an insn makes more difference
 662      and more registers are available.  */
 663   int threshold;
 664   /* Nonzero if we are scanning instructions in a sub-loop.  */
 665   int loop_depth = 0;
 666   int nregs;
 667
 668   /* Determine whether this loop starts with a jump down to a test at
 669      the end.  This will occur for a small number of loops with a test
 670      that is too complex to duplicate in front of the loop.
 671
 672      We search for the first insn or label in the loop, skipping NOTEs.
 673      However, we must be careful not to skip past a NOTE_INSN_LOOP_BEG
 674      (because we might have a loop executed only once that contains a
 675      loop which starts with a jump to its exit test) or a NOTE_INSN_LOOP_END
 676      (in case we have a degenerate loop).
 677
 678      Note that if we mistakenly think that a loop is entered at the top
 679      when, in fact, it is entered at the exit test, the only effect will be
 680      slightly poorer optimization.  Making the opposite error can generate
 681      incorrect code.  Since very few loops now start with a jump to the
 682      exit test, the code here to detect that case is very conservative.  */
 683
 684   for (p = NEXT_INSN (loop_start);
 685        p != end
 686          && GET_CODE (p) != CODE_LABEL && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i'
 687          && (GET_CODE (p) != NOTE
 688              || (NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_BEG
 689                  && NOTE_LINE_NUMBER (p) != NOTE_INSN_LOOP_END));
 690        p = NEXT_INSN (p))
 691     ;
 692
 693   scan_start = p;
 694
 695   /* Set up variables describing this loop.  */
 696   prescan_loop (loop_start, end);
 697   threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (1 + n_non_fixed_regs);
 698
 699   /* If loop has a jump before the first label,
 700      the true entry is the target of that jump.
 701      Start scan from there.
 702      But record in LOOP_TOP the place where the end-test jumps
 703      back to so we can scan that after the end of the loop.  */
 704   if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
 705     {
 706       loop_entry_jump = p;
 707
 708       /* Loop entry must be unconditional jump (and not a RETURN)  */
 709       if (simplejump_p (p)
 710           && JUMP_LABEL (p) != 0
 711           /* Check to see whether the jump actually
 712              jumps out of the loop (meaning it's no loop).
 713              This case can happen for things like
 714              do {..} while (0).  If this label was generated previously
 715              by loop, we can't tell anything about it and have to reject
 716              the loop.  */
 717           && INSN_IN_RANGE_P (JUMP_LABEL (p), loop_start, end))
 718         {
 719           loop_top = next_label (scan_start);
 720           scan_start = JUMP_LABEL (p);
 721         }
 722     }
 723
 724   /* If SCAN_START was an insn created by loop, we don't know its luid
 725      as required by loop_reg_used_before_p.  So skip such loops.  (This
 726      test may never be true, but it's best to play it safe.)
 727
 728      Also, skip loops where we do not start scanning at a label.  This
 729      test also rejects loops starting with a JUMP_INSN that failed the
 730      test above.  */
 731
 732   if (INSN_UID (scan_start) >= max_uid_for_loop
 733       || GET_CODE (scan_start) != CODE_LABEL)
 734     {
 735       if (loop_dump_stream)
 736         fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d is phony.\n\n",
 737                  INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end));
 738       return;
 739     }
 740
 741   /* Count number of times each reg is set during this loop.
 742      Set VARRAY_CHAR (may_not_optimize, I) if it is not safe to move out
 743      the setting of register I.  Set VARRAY_RTX (reg_single_usage, I).  */
 744
 745   /* Allocate extra space for REGS that might be created by
 746      load_mems.  We allocate a little extra slop as well, in the hopes
 747      that even after the moving of movables creates some new registers
 748      we won't have to reallocate these arrays.  However, we do grow
 749      the arrays, if necessary, in load_mems_recount_loop_regs_set.  */
 750   nregs = max_reg_num () + loop_mems_idx + 16;
 751   VARRAY_INT_INIT (set_in_loop, nregs, "set_in_loop");
 752   VARRAY_INT_INIT (n_times_set, nregs, "n_times_set");
 753   VARRAY_CHAR_INIT (may_not_optimize, nregs, "may_not_optimize");
 754   VARRAY_RTX_INIT (reg_single_usage, nregs, "reg_single_usage");
 755
 756   count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : loop_start, end,
 757                        may_not_optimize, reg_single_usage, &insn_count, nregs);
 758
 759   for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
 760     {
 761       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 762       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
 763     }
 764
 765 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
 766   /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
 767      create CCmode register copies.  */
 768   for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
 769     if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
 770       VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
 771 #endif
 772
 773   bcopy ((char *) &set_in_loop->data,
 774          (char *) &n_times_set->data, nregs * sizeof (int));
 775
 776   if (loop_dump_stream)
 777     {
 778       fprintf (loop_dump_stream, "\nLoop from %d to %d: %d real insns.\n",
 779                INSN_UID (loop_start), INSN_UID (end), insn_count);
 780       if (loop_continue)
 781         fprintf (loop_dump_stream, "Continue at insn %d.\n",
 782                  INSN_UID (loop_continue));
 783     }
 784
 785   /* Scan through the loop finding insns that are safe to move.
 786      Set set_in_loop negative for the reg being set, so that
 787      this reg will be considered invariant for subsequent insns.
 788      We consider whether subsequent insns use the reg
 789      in deciding whether it is worth actually moving.
 790
 791      MAYBE_NEVER is nonzero if we have passed a conditional jump insn
 792      and therefore it is possible that the insns we are scanning
 793      would never be executed.  At such times, we must make sure
 794      that it is safe to execute the insn once instead of zero times.
 795      When MAYBE_NEVER is 0, all insns will be executed at least once
 796      so that is not a problem.  */
 797
 798   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
 799        p != NULL_RTX;
 800        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
 801     {
 802       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 803           && find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
 804         in_libcall = 1;
 805       else if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
 806                && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 807         in_libcall = 0;
 808
 809       if (GET_CODE (p) == INSN
 810           && (set = single_set (p))
 811           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
 812           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
 813         {
 814           int tem1 = 0;
 815           int tem2 = 0;
 816           int move_insn = 0;
 817           rtx src = SET_SRC (set);
 818           rtx dependencies = 0;
 819
 820           /* Figure out what to use as a source of this insn.  If a REG_EQUIV
 821              note is given or if a REG_EQUAL note with a constant operand is
 822              specified, use it as the source and mark that we should move
 823              this insn by calling emit_move_insn rather that duplicating the
 824              insn.
 825
 826              Otherwise, only use the REG_EQUAL contents if a REG_RETVAL note
 827              is present.  */
 828           temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
 829           if (temp)
 830             src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 831           else
 832             {
 833               temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
 834               if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
 835                 src = XEXP (temp, 0), move_insn = 1;
 836               if (temp && find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 837                 {
 838                   src = XEXP (temp, 0);
 839                   /* A libcall block can use regs that don't appear in
 840                      the equivalent expression.  To move the libcall,
 841                      we must move those regs too.  */
 842                   dependencies = libcall_other_reg (p, src);
 843                 }
 844             }
 845
 846           /* Don't try to optimize a register that was made
 847              by loop-optimization for an inner loop.
 848              We don't know its life-span, so we can't compute the benefit.  */
 849           if (REGNO (SET_DEST (set)) >= max_reg_before_loop)
 850             ;
 851           else if (/* The register is used in basic blocks other
 852                       than the one where it is set (meaning that
 853                       something after this point in the loop might
 854                       depend on its value before the set).  */
 855                    ! reg_in_basic_block_p (p, SET_DEST (set))
 856                    /* And the set is not guaranteed to be executed one
 857                       the loop starts, or the value before the set is
 858                       needed before the set occurs...
 859
 860                       ??? Note we have quadratic behaviour here, mitigated
 861                       by the fact that the previous test will often fail for
 862                       large loops.  Rather than re-scanning the entire loop
 863                       each time for register usage, we should build tables
 864                       of the register usage and use them here instead.  */
 865                    && (maybe_never
 866                        || loop_reg_used_before_p (set, p, loop_start,
 867                                                   scan_start, end)))
 868             /* It is unsafe to move the set.
 869
 870                This code used to consider it OK to move a set of a variable
 871                which was not created by the user and not used in an exit test.
 872                That behavior is incorrect and was removed.  */
 873             ;
 874           else if ((tem = invariant_p (src))
 875                    && (dependencies == 0
 876                        || (tem2 = invariant_p (dependencies)) != 0)
 877                    && (VARRAY_INT (set_in_loop,
 878                                    REGNO (SET_DEST (set))) == 1
 879                        || (tem1
 880                            = consec_sets_invariant_p
 881                            (SET_DEST (set),
 882                             VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (SET_DEST (set))),
 883                             p)))
 884                    /* If the insn can cause a trap (such as divide by zero),
 885                       can't move it unless it's guaranteed to be executed
 886                       once loop is entered.  Even a function call might
 887                       prevent the trap insn from being reached
 888                       (since it might exit!)  */
 889                    && ! ((maybe_never || call_passed)
 890                          && may_trap_p (src)))
 891             {
 892               register struct movable *m;
 893               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
 894
 895               /* A potential lossage is where we have a case where two insns
 896                  can be combined as long as they are both in the loop, but
 897                  we move one of them outside the loop.  For large loops,
 898                  this can lose.  The most common case of this is the address
 899                  of a function being called.
 900
 901                  Therefore, if this register is marked as being used exactly
 902                  once if we are in a loop with calls (a "large loop"), see if
 903                  we can replace the usage of this register with the source
 904                  of this SET.  If we can, delete this insn.
 905
 906                  Don't do this if P has a REG_RETVAL note or if we have
 907                  SMALL_REGISTER_CLASSES and SET_SRC is a hard register.  */
 908
 909               if (loop_has_call
 910                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != 0
 911                   && VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno) != const0_rtx
 912                   && REGNO_FIRST_UID (regno) == INSN_UID (p)
 913                   && (REGNO_LAST_UID (regno)
 914                       == INSN_UID (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno)))
 915                   && VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 1
 916                   && ! side_effects_p (SET_SRC (set))
 917                   && ! find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
 918                   && (! SMALL_REGISTER_CLASSES
 919                       || (! (GET_CODE (SET_SRC (set)) == REG
 920                              && REGNO (SET_SRC (set)) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)))
 921                   /* This test is not redundant; SET_SRC (set) might be
 922                      a call-clobbered register and the life of REGNO
 923                      might span a call.  */
 924                   && ! modified_between_p (SET_SRC (set), p,
 925                                            VARRAY_RTX
 926                                            (reg_single_usage, regno))
 927                   && no_labels_between_p (p, VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 928                   && validate_replace_rtx (SET_DEST (set), SET_SRC (set),
 929                                            VARRAY_RTX
 930                                            (reg_single_usage, regno)))
 931                 {
 932                   /* Replace any usage in a REG_EQUAL note.  Must copy the
 933                      new source, so that we don't get rtx sharing between the
 934                      SET_SOURCE and REG_NOTES of insn p.  */
 935                   REG_NOTES (VARRAY_RTX (reg_single_usage, regno))
 936                     = replace_rtx (REG_NOTES (VARRAY_RTX
 937                                               (reg_single_usage, regno)),
 938                                    SET_DEST (set), copy_rtx (SET_SRC (set)));
 939
 940                   PUT_CODE (p, NOTE);
 941                   NOTE_LINE_NUMBER (p) = NOTE_INSN_DELETED;
 942                   NOTE_SOURCE_FILE (p) = 0;
 943                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
 944                   continue;
 945                 }
 946
 947               m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
 948               m->next = 0;
 949               m->insn = p;
 950               m->set_src = src;
 951               m->dependencies = dependencies;
 952               m->set_dest = SET_DEST (set);
 953               m->force = 0;
 954               m->consec = VARRAY_INT (set_in_loop,
 955                                       REGNO (SET_DEST (set))) - 1;
 956               m->done = 0;
 957               m->forces = 0;
 958               m->partial = 0;
 959               m->move_insn = move_insn;
 960               m->move_insn_first = 0;
 961               m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
 962               m->savemode = VOIDmode;
 963               m->regno = regno;
 964               /* Set M->cond if either invariant_p or consec_sets_invariant_p
 965                  returned 2 (only conditionally invariant).  */
 966               m->cond = ((tem | tem1 | tem2) > 1);
 967               m->global = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] > INSN_LUID (end)
 968                            || uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] < INSN_LUID (loop_start));
 969               m->match = 0;
 970               m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
 971                              - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
 972               m->savings = VARRAY_INT (n_times_set, regno);
 973               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
 974                 m->savings += libcall_benefit (p);
 975               VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = move_insn ? -2 : -1;
 976               /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
 977               if (movables == 0)
 978                 movables = m;
 979               else
 980                 last_movable->next = m;
 981               last_movable = m;
 982
 983               if (m->consec > 0)
 984                 {
 985                   /* It is possible for the first instruction to have a
 986                      REG_EQUAL note but a non-invariant SET_SRC, so we must
 987                      remember the status of the first instruction in case
 988                      the last instruction doesn't have a REG_EQUAL note.  */
 989                   m->move_insn_first = m->move_insn;
 990
 991                   /* Skip this insn, not checking REG_LIBCALL notes.  */
 992                   p = next_nonnote_insn (p);
 993                   /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
 994                   p = skip_consec_insns (p, m->consec);
 995                   /* Back up to the last insn of the consecutive group.  */
 996                   p = prev_nonnote_insn (p);
 997
 998                   /* We must now reset m->move_insn, m->is_equiv, and possibly
 999                      m->set_src to correspond to the effects of all the
1000                      insns.  */
1001                   temp = find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX);
1002                   if (temp)
1003                     m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1004                   else
1005                     {
1006                       temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX);
1007                       if (temp && CONSTANT_P (XEXP (temp, 0)))
1008                         m->set_src = XEXP (temp, 0), m->move_insn = 1;
1009                       else
1010                         m->move_insn = 0;
1011
1012                     }
1013                   m->is_equiv = (find_reg_note (p, REG_EQUIV, NULL_RTX) != 0);
1014                 }
1015             }
1016           /* If this register is always set within a STRICT_LOW_PART
1017              or set to zero, then its high bytes are constant.
1018              So clear them outside the loop and within the loop
1019              just load the low bytes.
1020              We must check that the machine has an instruction to do so.
1021              Also, if the value loaded into the register
1022              depends on the same register, this cannot be done.  */
1023           else if (SET_SRC (set) == const0_rtx
1024                    && GET_CODE (NEXT_INSN (p)) == INSN
1025                    && (set1 = single_set (NEXT_INSN (p)))
1026                    && GET_CODE (set1) == SET
1027                    && (GET_CODE (SET_DEST (set1)) == STRICT_LOW_PART)
1028                    && (GET_CODE (XEXP (SET_DEST (set1), 0)) == SUBREG)
1029                    && (SUBREG_REG (XEXP (SET_DEST (set1), 0))
1030                        == SET_DEST (set))
1031                    && !reg_mentioned_p (SET_DEST (set), SET_SRC (set1)))
1032             {
1033               register int regno = REGNO (SET_DEST (set));
1034               if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) == 2)
1035                 {
1036                   register struct movable *m;
1037                   m = (struct movable *) alloca (sizeof (struct movable));
1038                   m->next = 0;
1039                   m->insn = p;
1040                   m->set_dest = SET_DEST (set);
1041                   m->dependencies = 0;
1042                   m->force = 0;
1043                   m->consec = 0;
1044                   m->done = 0;
1045                   m->forces = 0;
1046                   m->move_insn = 0;
1047                   m->move_insn_first = 0;
1048                   m->partial = 1;
1049                   /* If the insn may not be executed on some cycles,
1050                      we can't clear the whole reg; clear just high part.
1051                      Not even if the reg is used only within this loop.
1052                      Consider this:
1053                      while (1)
1054                        while (s != t) {
1055                          if (foo ()) x = *s;
1056                          use (x);
1057                        }
1058                      Clearing x before the inner loop could clobber a value
1059                      being saved from the last time around the outer loop.
1060                      However, if the reg is not used outside this loop
1061                      and all uses of the register are in the same
1062                      basic block as the store, there is no problem.
1063
1064                      If this insn was made by loop, we don't know its
1065                      INSN_LUID and hence must make a conservative
1066                      assumption.  */
1067                   m->global = (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop
1068                                || (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1069                                    > INSN_LUID (end))
1070                                || (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]
1071                                    < INSN_LUID (p))
1072                                || (labels_in_range_p
1073                                    (p, uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])));
1074                   if (maybe_never && m->global)
1075                     m->savemode = GET_MODE (SET_SRC (set1));
1076                   else
1077                     m->savemode = VOIDmode;
1078                   m->regno = regno;
1079                   m->cond = 0;
1080                   m->match = 0;
1081                   m->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)]
1082                                  - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)]);
1083                   m->savings = 1;
1084                   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = -1;
1085                   /* Add M to the end of the chain MOVABLES.  */
1086                   if (movables == 0)
1087                     movables = m;
1088                   else
1089                     last_movable->next = m;
1090                   last_movable = m;
1091                 }
1092             }
1093         }
1094       /* Past a call insn, we get to insns which might not be executed
1095          because the call might exit.  This matters for insns that trap.
1096          Call insns inside a REG_LIBCALL/REG_RETVAL block always return,
1097          so they don't count.  */
1098       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN && ! in_libcall)
1099         call_passed = 1;
1100       /* Past a label or a jump, we get to insns for which we
1101          can't count on whether or how many times they will be
1102          executed during each iteration.  Therefore, we can
1103          only move out sets of trivial variables
1104          (those not used after the loop).  */
1105       /* Similar code appears twice in strength_reduce.  */
1106       else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN)
1107                /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
1108                   beginning, don't set maybe_never for that.  This must be an
1109                   unconditional jump, otherwise the code at the top of the
1110                   loop might never be executed.  Unconditional jumps are
1111                   followed a by barrier then loop end.  */
1112                && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == loop_top
1113                      && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
1114                      && simplejump_p (p)))
1115         maybe_never = 1;
1116       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
1117         {
1118           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
1119              be executed: logically, the loop begins here even though the exit
1120              code has been duplicated.  */
1121           if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP && loop_depth == 0)
1122             maybe_never = call_passed = 0;
1123           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
1124             loop_depth++;
1125           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
1126             loop_depth--;
1127         }
1128     }
1129
1130   /* If one movable subsumes another, ignore that other.  */
1131
1132   ignore_some_movables (movables);
1133
1134   /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1135      leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1136      If so, record that the second insn "forces" the first one,
1137      since the second can be moved only if the first is.  */
1138
1139   force_movables (movables);
1140
1141   /* See if there are multiple movable insns that load the same value.
1142      If there are, make all but the first point at the first one
1143      through the `match' field, and add the priorities of them
1144      all together as the priority of the first.  */
1145
1146   combine_movables (movables, nregs);
1147
1148   /* Now consider each movable insn to decide whether it is worth moving.
1149      Store 0 in set_in_loop for each reg that is moved.
1150
1151      Generally this increases code size, so do not move moveables when
1152      optimizing for code size.  */
1153
1154   if (! optimize_size)
1155     move_movables (movables, threshold,
1156                    insn_count, loop_start, end, nregs);
1157
1158   /* Now candidates that still are negative are those not moved.
1159      Change set_in_loop to indicate that those are not actually invariant.  */
1160   for (i = 0; i < nregs; i++)
1161     if (VARRAY_INT (set_in_loop, i) < 0)
1162       VARRAY_INT (set_in_loop, i) = VARRAY_INT (n_times_set, i);
1163
1164   /* Now that we've moved some things out of the loop, we might be able to
1165      hoist even more memory references.  */
1166   load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top,
1167                                        loop_start, &insn_count);
1168
1169   if (flag_strength_reduce)
1170     {
1171       the_movables = movables;
1172       strength_reduce (scan_start, end, loop_top,
1173                        insn_count, loop_start, end, loop_cont, unroll_p, bct_p);
1174     }
1175
1176   VARRAY_FREE (reg_single_usage);
1177   VARRAY_FREE (set_in_loop);
1178   VARRAY_FREE (n_times_set);
1179   VARRAY_FREE (may_not_optimize);
1180 }
1181 \f
1182 /* Add elements to *OUTPUT to record all the pseudo-regs
1183    mentioned in IN_THIS but not mentioned in NOT_IN_THIS.  */
1184
1185 void
1186 record_excess_regs (in_this, not_in_this, output)
1187      rtx in_this, not_in_this;
1188      rtx *output;
1189 {
1190   enum rtx_code code;
1191   char *fmt;
1192   int i;
1193
1194   code = GET_CODE (in_this);
1195
1196   switch (code)
1197     {
1198     case PC:
1199     case CC0:
1200     case CONST_INT:
1201     case CONST_DOUBLE:
1202     case CONST:
1203     case SYMBOL_REF:
1204     case LABEL_REF:
1205       return;
1206
1207     case REG:
1208       if (REGNO (in_this) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1209           && ! reg_mentioned_p (in_this, not_in_this))
1210         *output = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, in_this, *output);
1211       return;
1212
1213     default:
1214       break;
1215     }
1216
1217   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1218   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1219     {
1220       int j;
1221
1222       switch (fmt[i])
1223         {
1224         case 'E':
1225           for (j = 0; j < XVECLEN (in_this, i); j++)
1226             record_excess_regs (XVECEXP (in_this, i, j), not_in_this, output);
1227           break;
1228
1229         case 'e':
1230           record_excess_regs (XEXP (in_this, i), not_in_this, output);
1231           break;
1232         }
1233     }
1234 }
1235 \f
1236 /* Check what regs are referred to in the libcall block ending with INSN,
1237    aside from those mentioned in the equivalent value.
1238    If there are none, return 0.
1239    If there are one or more, return an EXPR_LIST containing all of them.  */
1240
1241 rtx
1242 libcall_other_reg (insn, equiv)
1243      rtx insn, equiv;
1244 {
1245   rtx note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1246   rtx p = XEXP (note, 0);
1247   rtx output = 0;
1248
1249   /* First, find all the regs used in the libcall block
1250      that are not mentioned as inputs to the result.  */
1251
1252   while (p != insn)
1253     {
1254       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
1255           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
1256         record_excess_regs (PATTERN (p), equiv, &output);
1257       p = NEXT_INSN (p);
1258     }
1259
1260   return output;
1261 }
1262 \f
1263 /* Return 1 if all uses of REG
1264    are between INSN and the end of the basic block.  */
1265
1266 static int
1267 reg_in_basic_block_p (insn, reg)
1268      rtx insn, reg;
1269 {
1270   int regno = REGNO (reg);
1271   rtx p;
1272
1273   if (REGNO_FIRST_UID (regno) != INSN_UID (insn))
1274     return 0;
1275
1276   /* Search this basic block for the already recorded last use of the reg.  */
1277   for (p = insn; p; p = NEXT_INSN (p))
1278     {
1279       switch (GET_CODE (p))
1280         {
1281         case NOTE:
1282           break;
1283
1284         case INSN:
1285         case CALL_INSN:
1286           /* Ordinary insn: if this is the last use, we win.  */
1287           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1288             return 1;
1289           break;
1290
1291         case JUMP_INSN:
1292           /* Jump insn: if this is the last use, we win.  */
1293           if (REGNO_LAST_UID (regno) == INSN_UID (p))
1294             return 1;
1295           /* Otherwise, it's the end of the basic block, so we lose.  */
1296           return 0;
1297
1298         case CODE_LABEL:
1299         case BARRIER:
1300           /* It's the end of the basic block, so we lose.  */
1301           return 0;
1302
1303         default:
1304           break;
1305         }
1306     }
1307
1308   /* The "last use" doesn't follow the "first use"??  */
1309   abort ();
1310 }
1311 \f
1312 /* Compute the benefit of eliminating the insns in the block whose
1313    last insn is LAST.  This may be a group of insns used to compute a
1314    value directly or can contain a library call.  */
1315
1316 static int
1317 libcall_benefit (last)
1318      rtx last;
1319 {
1320   rtx insn;
1321   int benefit = 0;
1322
1323   for (insn = XEXP (find_reg_note (last, REG_RETVAL, NULL_RTX), 0);
1324        insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
1325     {
1326       if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
1327         benefit += 10;          /* Assume at least this many insns in a library
1328                                    routine.  */
1329       else if (GET_CODE (insn) == INSN
1330                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1331                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
1332         benefit++;
1333     }
1334
1335   return benefit;
1336 }
1337 \f
1338 /* Skip COUNT insns from INSN, counting library calls as 1 insn.  */
1339
1340 static rtx
1341 skip_consec_insns (insn, count)
1342      rtx insn;
1343      int count;
1344 {
1345   for (; count > 0; count--)
1346     {
1347       rtx temp;
1348
1349       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1350       /* Do this at start of loop, since INSN is guaranteed to
1351          be an insn here.  */
1352       if (GET_CODE (insn) != NOTE
1353           && (temp = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1354         insn = XEXP (temp, 0);
1355
1356       do insn = NEXT_INSN (insn);
1357       while (GET_CODE (insn) == NOTE);
1358     }
1359
1360   return insn;
1361 }
1362
1363 /* Ignore any movable whose insn falls within a libcall
1364    which is part of another movable.
1365    We make use of the fact that the movable for the libcall value
1366    was made later and so appears later on the chain.  */
1367
1368 static void
1369 ignore_some_movables (movables)
1370      struct movable *movables;
1371 {
1372   register struct movable *m, *m1;
1373
1374   for (m = movables; m; m = m->next)
1375     {
1376       /* Is this a movable for the value of a libcall?  */
1377       rtx note = find_reg_note (m->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
1378       if (note)
1379         {
1380           rtx insn;
1381           /* Check for earlier movables inside that range,
1382              and mark them invalid.  We cannot use LUIDs here because
1383              insns created by loop.c for prior loops don't have LUIDs.
1384              Rather than reject all such insns from movables, we just
1385              explicitly check each insn in the libcall (since invariant
1386              libcalls aren't that common).  */
1387           for (insn = XEXP (note, 0); insn != m->insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1388             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1389               if (m1->insn == insn)
1390                 m1->done = 1;
1391         }
1392     }
1393 }
1394
1395 /* For each movable insn, see if the reg that it loads
1396    leads when it dies right into another conditionally movable insn.
1397    If so, record that the second insn "forces" the first one,
1398    since the second can be moved only if the first is.  */
1399
1400 static void
1401 force_movables (movables)
1402      struct movable *movables;
1403 {
1404   register struct movable *m, *m1;
1405   for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
1406     /* Omit this if moving just the (SET (REG) 0) of a zero-extend.  */
1407     if (!m1->partial && !m1->done)
1408       {
1409         int regno = m1->regno;
1410         for (m = m1->next; m; m = m->next)
1411           /* ??? Could this be a bug?  What if CSE caused the
1412              register of M1 to be used after this insn?
1413              Since CSE does not update regno_last_uid,
1414              this insn M->insn might not be where it dies.
1415              But very likely this doesn't matter; what matters is
1416              that M's reg is computed from M1's reg.  */
1417           if (INSN_UID (m->insn) == REGNO_LAST_UID (regno)
1418               && !m->done)
1419             break;
1420         if (m != 0 && m->set_src == m1->set_dest
1421             /* If m->consec, m->set_src isn't valid.  */
1422             && m->consec == 0)
1423           m = 0;
1424
1425         /* Increase the priority of the moving the first insn
1426            since it permits the second to be moved as well.  */
1427         if (m != 0)
1428           {
1429             m->forces = m1;
1430             m1->lifetime += m->lifetime;
1431             m1->savings += m->savings;
1432           }
1433       }
1434 }
1435 \f
1436 /* Find invariant expressions that are equal and can be combined into
1437    one register.  */
1438
1439 static void
1440 combine_movables (movables, nregs)
1441      struct movable *movables;
1442      int nregs;
1443 {
1444   register struct movable *m;
1445   char *matched_regs = (char *) alloca (nregs);
1446   enum machine_mode mode;
1447
1448   /* Regs that are set more than once are not allowed to match
1449      or be matched.  I'm no longer sure why not.  */
1450   /* Perhaps testing m->consec_sets would be more appropriate here?  */
1451
1452   for (m = movables; m; m = m->next)
1453     if (m->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m->regno) == 1 && !m->partial)
1454       {
1455         register struct movable *m1;
1456         int regno = m->regno;
1457
1458         bzero (matched_regs, nregs);
1459         matched_regs[regno] = 1;
1460
1461         /* We want later insns to match the first one.  Don't make the first
1462            one match any later ones.  So start this loop at m->next.  */
1463         for (m1 = m->next; m1; m1 = m1->next)
1464           if (m != m1 && m1->match == 0 && VARRAY_INT (n_times_set, m1->regno) == 1
1465               /* A reg used outside the loop mustn't be eliminated.  */
1466               && !m1->global
1467               /* A reg used for zero-extending mustn't be eliminated.  */
1468               && !m1->partial
1469               && (matched_regs[m1->regno]
1470                   ||
1471                   (
1472                    /* Can combine regs with different modes loaded from the
1473                       same constant only if the modes are the same or
1474                       if both are integer modes with M wider or the same
1475                       width as M1.  The check for integer is redundant, but
1476                       safe, since the only case of differing destination
1477                       modes with equal sources is when both sources are
1478                       VOIDmode, i.e., CONST_INT.  */
1479                    (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest)
1480                     || (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m->set_dest)) == MODE_INT
1481                         && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (m1->set_dest)) == MODE_INT
1482                         && (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m->set_dest))
1483                             >= GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (m1->set_dest)))))
1484                    /* See if the source of M1 says it matches M.  */
1485                    && ((GET_CODE (m1->set_src) == REG
1486                         && matched_regs[REGNO (m1->set_src)])
1487                        || rtx_equal_for_loop_p (m->set_src, m1->set_src,
1488                                                 movables))))
1489               && ((m->dependencies == m1->dependencies)
1490                   || rtx_equal_p (m->dependencies, m1->dependencies)))
1491             {
1492               m->lifetime += m1->lifetime;
1493               m->savings += m1->savings;
1494               m1->done = 1;
1495               m1->match = m;
1496               matched_regs[m1->regno] = 1;
1497             }
1498       }
1499
1500   /* Now combine the regs used for zero-extension.
1501      This can be done for those not marked `global'
1502      provided their lives don't overlap.  */
1503
1504   for (mode = GET_CLASS_NARROWEST_MODE (MODE_INT); mode != VOIDmode;
1505        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1506     {
1507       register struct movable *m0 = 0;
1508
1509       /* Combine all the registers for extension from mode MODE.
1510          Don't combine any that are used outside this loop.  */
1511       for (m = movables; m; m = m->next)
1512         if (m->partial && ! m->global
1513             && mode == GET_MODE (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (m->insn)))))
1514           {
1515             register struct movable *m1;
1516             int first = uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m->regno)];
1517             int last = uid_luid[REGNO_LAST_UID (m->regno)];
1518
1519             if (m0 == 0)
1520               {
1521                 /* First one: don't check for overlap, just record it.  */
1522                 m0 = m;
1523                   continue;
1524               }
1525
1526             /* Make sure they extend to the same mode.
1527                (Almost always true.)  */
1528             if (GET_MODE (m->set_dest) != GET_MODE (m0->set_dest))
1529                 continue;
1530
1531             /* We already have one: check for overlap with those
1532                already combined together.  */
1533             for (m1 = movables; m1 != m; m1 = m1->next)
1534               if (m1 == m0 || (m1->partial && m1->match == m0))
1535                 if (! (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (m1->regno)] > last
1536                        || uid_luid[REGNO_LAST_UID (m1->regno)] < first))
1537                   goto overlap;
1538
1539             /* No overlap: we can combine this with the others.  */
1540             m0->lifetime += m->lifetime;
1541             m0->savings += m->savings;
1542             m->done = 1;
1543             m->match = m0;
1544
1545           overlap: ;
1546           }
1547     }
1548 }
1549 \f
1550 /* Return 1 if regs X and Y will become the same if moved.  */
1551
1552 static int
1553 regs_match_p (x, y, movables)
1554      rtx x, y;
1555      struct movable *movables;
1556 {
1557   int xn = REGNO (x);
1558   int yn = REGNO (y);
1559   struct movable *mx, *my;
1560
1561   for (mx = movables; mx; mx = mx->next)
1562     if (mx->regno == xn)
1563       break;
1564
1565   for (my = movables; my; my = my->next)
1566     if (my->regno == yn)
1567       break;
1568
1569   return (mx && my
1570           && ((mx->match == my->match && mx->match != 0)
1571               || mx->match == my
1572               || mx == my->match));
1573 }
1574
1575 /* Return 1 if X and Y are identical-looking rtx's.
1576    This is the Lisp function EQUAL for rtx arguments.
1577
1578    If two registers are matching movables or a movable register and an
1579    equivalent constant, consider them equal.  */
1580
1581 static int
1582 rtx_equal_for_loop_p (x, y, movables)
1583      rtx x, y;
1584      struct movable *movables;
1585 {
1586   register int i;
1587   register int j;
1588   register struct movable *m;
1589   register enum rtx_code code;
1590   register char *fmt;
1591
1592   if (x == y)
1593     return 1;
1594   if (x == 0 || y == 0)
1595     return 0;
1596
1597   code = GET_CODE (x);
1598
1599   /* If we have a register and a constant, they may sometimes be
1600      equal.  */
1601   if (GET_CODE (x) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == -2
1602       && CONSTANT_P (y))
1603     {
1604       for (m = movables; m; m = m->next)
1605         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (x)
1606             && rtx_equal_p (m->set_src, y))
1607           return 1;
1608     }
1609   else if (GET_CODE (y) == REG && VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (y)) == -2
1610            && CONSTANT_P (x))
1611     {
1612       for (m = movables; m; m = m->next)
1613         if (m->move_insn && m->regno == REGNO (y)
1614             && rtx_equal_p (m->set_src, x))
1615           return 1;
1616     }
1617
1618   /* Otherwise, rtx's of different codes cannot be equal.  */
1619   if (code != GET_CODE (y))
1620     return 0;
1621
1622   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.
1623      (REG:SI x) and (REG:HI x) are NOT equivalent.  */
1624
1625   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1626     return 0;
1627
1628   /* These three types of rtx's can be compared nonrecursively.  */
1629   if (code == REG)
1630     return (REGNO (x) == REGNO (y) || regs_match_p (x, y, movables));
1631
1632   if (code == LABEL_REF)
1633     return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1634   if (code == SYMBOL_REF)
1635     return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1636
1637   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1638      fail to match, return 0 for the whole things.  */
1639
1640   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1641   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1642     {
1643       switch (fmt[i])
1644         {
1645         case 'w':
1646           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1647             return 0;
1648           break;
1649
1650         case 'i':
1651           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1652             return 0;
1653           break;
1654
1655         case 'E':
1656           /* Two vectors must have the same length.  */
1657           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1658             return 0;
1659
1660           /* And the corresponding elements must match.  */
1661           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1662             if (rtx_equal_for_loop_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j), movables) == 0)
1663               return 0;
1664           break;
1665
1666         case 'e':
1667           if (rtx_equal_for_loop_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i), movables) == 0)
1668             return 0;
1669           break;
1670
1671         case 's':
1672           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1673             return 0;
1674           break;
1675
1676         case 'u':
1677           /* These are just backpointers, so they don't matter.  */
1678           break;
1679
1680         case '0':
1681           break;
1682
1683           /* It is believed that rtx's at this level will never
1684              contain anything but integers and other rtx's,
1685              except for within LABEL_REFs and SYMBOL_REFs.  */
1686         default:
1687           abort ();
1688         }
1689     }
1690   return 1;
1691 }
1692 \f
1693 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to all
1694   insns in INSNS which use thet reference.  */
1695
1696 static void
1697 add_label_notes (x, insns)
1698      rtx x;
1699      rtx insns;
1700 {
1701   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
1702   int i, j;
1703   char *fmt;
1704   rtx insn;
1705
1706   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
1707     {
1708       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
1709          avoid flow generating (slighly) worse code.
1710
1711          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
1712          mark_jump_label for additional information).  */
1713       for (insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1714         if (reg_mentioned_p (XEXP (x, 0), insn))
1715           REG_NOTES (insn) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
1716                                                 REG_NOTES (insn));
1717     }
1718
1719   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1721     {
1722       if (fmt[i] == 'e')
1723         add_label_notes (XEXP (x, i), insns);
1724       else if (fmt[i] == 'E')
1725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
1726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insns);
1727     }
1728 }
1729 \f
1730 /* Scan MOVABLES, and move the insns that deserve to be moved.
1731    If two matching movables are combined, replace one reg with the
1732    other throughout.  */
1733
1734 static void
1735 move_movables (movables, threshold, insn_count, loop_start, end, nregs)
1736      struct movable *movables;
1737      int threshold;
1738      int insn_count;
1739      rtx loop_start;
1740      rtx end;
1741      int nregs;
1742 {
1743   rtx new_start = 0;
1744   register struct movable *m;
1745   register rtx p;
1746   /* Map of pseudo-register replacements to handle combining
1747      when we move several insns that load the same value
1748      into different pseudo-registers.  */
1749   rtx *reg_map = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
1750   char *already_moved = (char *) alloca (nregs);
1751
1752   bzero (already_moved, nregs);
1753   bzero ((char *) reg_map, nregs * sizeof (rtx));
1754
1755   num_movables = 0;
1756
1757   for (m = movables; m; m = m->next)
1758     {
1759       /* Describe this movable insn.  */
1760
1761       if (loop_dump_stream)
1762         {
1763           fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: regno %d (life %d), ",
1764                    INSN_UID (m->insn), m->regno, m->lifetime);
1765           if (m->consec > 0)
1766             fprintf (loop_dump_stream, "consec %d, ", m->consec);
1767           if (m->cond)
1768             fprintf (loop_dump_stream, "cond ");
1769           if (m->force)
1770             fprintf (loop_dump_stream, "force ");
1771           if (m->global)
1772             fprintf (loop_dump_stream, "global ");
1773           if (m->done)
1774             fprintf (loop_dump_stream, "done ");
1775           if (m->move_insn)
1776             fprintf (loop_dump_stream, "move-insn ");
1777           if (m->match)
1778             fprintf (loop_dump_stream, "matches %d ",
1779                      INSN_UID (m->match->insn));
1780           if (m->forces)
1781             fprintf (loop_dump_stream, "forces %d ",
1782                      INSN_UID (m->forces->insn));
1783         }
1784
1785       /* Count movables.  Value used in heuristics in strength_reduce.  */
1786       num_movables++;
1787
1788       /* Ignore the insn if it's already done (it matched something else).
1789          Otherwise, see if it is now safe to move.  */
1790
1791       if (!m->done
1792           && (! m->cond
1793               || (1 == invariant_p (m->set_src)
1794                   && (m->dependencies == 0
1795                       || 1 == invariant_p (m->dependencies))
1796                   && (m->consec == 0
1797                       || 1 == consec_sets_invariant_p (m->set_dest,
1798                                                        m->consec + 1,
1799                                                        m->insn))))
1800           && (! m->forces || m->forces->done))
1801         {
1802           register int regno;
1803           register rtx p;
1804           int savings = m->savings;
1805
1806           /* We have an insn that is safe to move.
1807              Compute its desirability.  */
1808
1809           p = m->insn;
1810           regno = m->regno;
1811
1812           if (loop_dump_stream)
1813             fprintf (loop_dump_stream, "savings %d ", savings);
1814
1815           if (moved_once[regno] && loop_dump_stream)
1816             fprintf (loop_dump_stream, "halved since already moved ");
1817
1818           /* An insn MUST be moved if we already moved something else
1819              which is safe only if this one is moved too: that is,
1820              if already_moved[REGNO] is nonzero.  */
1821
1822           /* An insn is desirable to move if the new lifetime of the
1823              register is no more than THRESHOLD times the old lifetime.
1824              If it's not desirable, it means the loop is so big
1825              that moving won't speed things up much,
1826              and it is liable to make register usage worse.  */
1827
1828           /* It is also desirable to move if it can be moved at no
1829              extra cost because something else was already moved.  */
1830
1831           if (already_moved[regno]
1832               || flag_move_all_movables
1833               || (threshold * savings * m->lifetime) >=
1834                  (moved_once[regno] ? insn_count * 2 : insn_count)
1835               || (m->forces && m->forces->done
1836                   && VARRAY_INT (n_times_set, m->forces->regno) == 1))
1837             {
1838               int count;
1839               register struct movable *m1;
1840               rtx first;
1841
1842               /* Now move the insns that set the reg.  */
1843
1844               if (m->partial && m->match)
1845                 {
1846                   rtx newpat, i1;
1847                   rtx r1, r2;
1848                   /* Find the end of this chain of matching regs.
1849                      Thus, we load each reg in the chain from that one reg.
1850                      And that reg is loaded with 0 directly,
1851                      since it has ->match == 0.  */
1852                   for (m1 = m; m1->match; m1 = m1->match);
1853                   newpat = gen_move_insn (SET_DEST (PATTERN (m->insn)),
1854                                           SET_DEST (PATTERN (m1->insn)));
1855                   i1 = emit_insn_before (newpat, loop_start);
1856
1857                   /* Mark the moved, invariant reg as being allowed to
1858                      share a hard reg with the other matching invariant.  */
1859                   REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (m->insn);
1860                   r1 = SET_DEST (PATTERN (m->insn));
1861                   r2 = SET_DEST (PATTERN (m1->insn));
1862                   regs_may_share
1863                     = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r1,
1864                                          gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, r2,
1865                                                             regs_may_share));
1866                   delete_insn (m->insn);
1867
1868                   if (new_start == 0)
1869                     new_start = i1;
1870
1871                   if (loop_dump_stream)
1872                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1873                 }
1874               /* If we are to re-generate the item being moved with a
1875                  new move insn, first delete what we have and then emit
1876                  the move insn before the loop.  */
1877               else if (m->move_insn)
1878                 {
1879                   rtx i1, temp;
1880
1881                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1882                     {
1883                       /* If this is the first insn of a library call sequence,
1884                          skip to the end.  */
1885                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1886                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1887                         p = XEXP (temp, 0);
1888
1889                       /* If this is the last insn of a libcall sequence, then
1890                          delete every insn in the sequence except the last.
1891                          The last insn is handled in the normal manner.  */
1892                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1893                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1894                         {
1895                           temp = XEXP (temp, 0);
1896                           while (temp != p)
1897                             temp = delete_insn (temp);
1898                         }
1899
1900                       temp = p;
1901                       p = delete_insn (p);
1902
1903                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
1904                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
1905                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
1906                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
1907                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
1908                          insn stream.  */
1909                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
1910                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
1911                     }
1912
1913                   start_sequence ();
1914                   emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
1915                   temp = get_insns ();
1916                   end_sequence ();
1917
1918                   add_label_notes (m->set_src, temp);
1919
1920                   i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
1921                   if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
1922                     REG_NOTES (i1)
1923                       = gen_rtx_EXPR_LIST (m->is_equiv ? REG_EQUIV : REG_EQUAL,
1924                                            m->set_src, REG_NOTES (i1));
1925
1926                   if (loop_dump_stream)
1927                     fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d", INSN_UID (i1));
1928
1929                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
1930                   threshold -= 3;
1931                 }
1932               else
1933                 {
1934                   for (count = m->consec; count >= 0; count--)
1935                     {
1936                       rtx i1, temp;
1937
1938                       /* If first insn of libcall sequence, skip to end.  */
1939                       /* Do this at start of loop, since p is guaranteed to
1940                          be an insn here.  */
1941                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1942                           && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
1943                         p = XEXP (temp, 0);
1944
1945                       /* If last insn of libcall sequence, move all
1946                          insns except the last before the loop.  The last
1947                          insn is handled in the normal manner.  */
1948                       if (GET_CODE (p) != NOTE
1949                           && (temp = find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
1950                         {
1951                           rtx fn_address = 0;
1952                           rtx fn_reg = 0;
1953                           rtx fn_address_insn = 0;
1954
1955                           first = 0;
1956                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != p;
1957                                temp = NEXT_INSN (temp))
1958                             {
1959                               rtx body;
1960                               rtx n;
1961                               rtx next;
1962
1963                               if (GET_CODE (temp) == NOTE)
1964                                 continue;
1965
1966                               body = PATTERN (temp);
1967
1968                               /* Find the next insn after TEMP,
1969                                  not counting USE or NOTE insns.  */
1970                               for (next = NEXT_INSN (temp); next != p;
1971                                    next = NEXT_INSN (next))
1972                                 if (! (GET_CODE (next) == INSN
1973                                        && GET_CODE (PATTERN (next)) == USE)
1974                                     && GET_CODE (next) != NOTE)
1975                                   break;
1976
1977                               /* If that is the call, this may be the insn
1978                                  that loads the function address.
1979
1980                                  Extract the function address from the insn
1981                                  that loads it into a register.
1982                                  If this insn was cse'd, we get incorrect code.
1983
1984                                  So emit a new move insn that copies the
1985                                  function address into the register that the
1986                                  call insn will use.  flow.c will delete any
1987                                  redundant stores that we have created.  */
1988                               if (GET_CODE (next) == CALL_INSN
1989                                   && GET_CODE (body) == SET
1990                                   && GET_CODE (SET_DEST (body)) == REG
1991                                   && (n = find_reg_note (temp, REG_EQUAL,
1992                                                          NULL_RTX)))
1993                                 {
1994                                   fn_reg = SET_SRC (body);
1995                                   if (GET_CODE (fn_reg) != REG)
1996                                     fn_reg = SET_DEST (body);
1997                                   fn_address = XEXP (n, 0);
1998                                   fn_address_insn = temp;
1999                                 }
2000                               /* We have the call insn.
2001                                  If it uses the register we suspect it might,
2002                                  load it with the correct address directly.  */
2003                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN
2004                                   && fn_address != 0
2005                                   && reg_referenced_p (fn_reg, body))
2006                                 emit_insn_after (gen_move_insn (fn_reg,
2007                                                                 fn_address),
2008                                                  fn_address_insn);
2009
2010                               if (GET_CODE (temp) == CALL_INSN)
2011                                 {
2012                                   i1 = emit_call_insn_before (body, loop_start);
2013                                   /* Because the USAGE information potentially
2014                                      contains objects other than hard registers
2015                                      we need to copy it.  */
2016                                   if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp))
2017                                     CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2018                                       = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (temp));
2019                                 }
2020                               else
2021                                 i1 = emit_insn_before (body, loop_start);
2022                               if (first == 0)
2023                                 first = i1;
2024                               if (temp == fn_address_insn)
2025                                 fn_address_insn = i1;
2026                               REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (temp);
2027                               delete_insn (temp);
2028                             }
2029                           if (new_start == 0)
2030                             new_start = first;
2031                         }
2032                       if (m->savemode != VOIDmode)
2033                         {
2034                           /* P sets REG to zero; but we should clear only
2035                              the bits that are not covered by the mode
2036                              m->savemode.  */
2037                           rtx reg = m->set_dest;
2038                           rtx sequence;
2039                           rtx tem;
2040
2041                           start_sequence ();
2042                           tem = expand_binop
2043                             (GET_MODE (reg), and_optab, reg,
2044                              GEN_INT ((((HOST_WIDE_INT) 1
2045                                         << GET_MODE_BITSIZE (m->savemode)))
2046                                       - 1),
2047                              reg, 1, OPTAB_LIB_WIDEN);
2048                           if (tem == 0)
2049                             abort ();
2050                           if (tem != reg)
2051                             emit_move_insn (reg, tem);
2052                           sequence = gen_sequence ();
2053                           end_sequence ();
2054                           i1 = emit_insn_before (sequence, loop_start);
2055                         }
2056                       else if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2057                         {
2058                           i1 = emit_call_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2059                           /* Because the USAGE information potentially
2060                              contains objects other than hard registers
2061                              we need to copy it.  */
2062                           if (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p))
2063                             CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (i1)
2064                               = copy_rtx (CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (p));
2065                         }
2066                       else if (count == m->consec && m->move_insn_first)
2067                         {
2068                           /* The SET_SRC might not be invariant, so we must
2069                              use the REG_EQUAL note.  */
2070                           start_sequence ();
2071                           emit_move_insn (m->set_dest, m->set_src);
2072                           temp = get_insns ();
2073                           end_sequence ();
2074
2075                           add_label_notes (m->set_src, temp);
2076
2077                           i1 = emit_insns_before (temp, loop_start);
2078                           if (! find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2079                             REG_NOTES (i1)
2080                               = gen_rtx_EXPR_LIST ((m->is_equiv ? REG_EQUIV
2081                                                     : REG_EQUAL),
2082                                                    m->set_src, REG_NOTES (i1));
2083                         }
2084                       else
2085                         i1 = emit_insn_before (PATTERN (p), loop_start);
2086
2087                       if (REG_NOTES (i1) == 0)
2088                         {
2089                           REG_NOTES (i1) = REG_NOTES (p);
2090
2091                           /* If there is a REG_EQUAL note present whose value
2092                              is not loop invariant, then delete it, since it
2093                              may cause problems with later optimization passes.
2094                              It is possible for cse to create such notes
2095                              like this as a result of record_jump_cond.  */
2096
2097                           if ((temp = find_reg_note (i1, REG_EQUAL, NULL_RTX))
2098                               && ! invariant_p (XEXP (temp, 0)))
2099                             remove_note (i1, temp);
2100                         }
2101
2102                       if (new_start == 0)
2103                         new_start = i1;
2104
2105                       if (loop_dump_stream)
2106                         fprintf (loop_dump_stream, " moved to %d",
2107                                  INSN_UID (i1));
2108
2109                       /* If library call, now fix the REG_NOTES that contain
2110                          insn pointers, namely REG_LIBCALL on FIRST
2111                          and REG_RETVAL on I1.  */
2112                       if ((temp = find_reg_note (i1, REG_RETVAL, NULL_RTX)))
2113                         {
2114                           XEXP (temp, 0) = first;
2115                           temp = find_reg_note (first, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
2116                           XEXP (temp, 0) = i1;
2117                         }
2118
2119                       temp = p;
2120                       delete_insn (p);
2121                       p = NEXT_INSN (p);
2122
2123                       /* simplify_giv_expr expects that it can walk the insns
2124                          at m->insn forwards and see this old sequence we are
2125                          tossing here.  delete_insn does preserve the next
2126                          pointers, but when we skip over a NOTE we must fix
2127                          it up.  Otherwise that code walks into the non-deleted
2128                          insn stream.  */
2129                       while (p && GET_CODE (p) == NOTE)
2130                         p = NEXT_INSN (temp) = NEXT_INSN (p);
2131                     }
2132
2133                   /* The more regs we move, the less we like moving them.  */
2134                   threshold -= 3;
2135                 }
2136
2137               /* Any other movable that loads the same register
2138                  MUST be moved.  */
2139               already_moved[regno] = 1;
2140
2141               /* This reg has been moved out of one loop.  */
2142               moved_once[regno] = 1;
2143
2144               /* The reg set here is now invariant.  */
2145               if (! m->partial)
2146                 VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
2147
2148               m->done = 1;
2149
2150               /* Change the length-of-life info for the register
2151                  to say it lives at least the full length of this loop.
2152                  This will help guide optimizations in outer loops.  */
2153
2154               if (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)] > INSN_LUID (loop_start))
2155                 /* This is the old insn before all the moved insns.
2156                    We can't use the moved insn because it is out of range
2157                    in uid_luid.  Only the old insns have luids.  */
2158                 REGNO_FIRST_UID (regno) = INSN_UID (loop_start);
2159               if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)] < INSN_LUID (end))
2160                 REGNO_LAST_UID (regno) = INSN_UID (end);
2161
2162               /* Combine with this moved insn any other matching movables.  */
2163
2164               if (! m->partial)
2165                 for (m1 = movables; m1; m1 = m1->next)
2166                   if (m1->match == m)
2167                     {
2168                       rtx temp;
2169
2170                       /* Schedule the reg loaded by M1
2171                          for replacement so that shares the reg of M.
2172                          If the modes differ (only possible in restricted
2173                          circumstances, make a SUBREG.  */
2174                       if (GET_MODE (m->set_dest) == GET_MODE (m1->set_dest))
2175                         reg_map[m1->regno] = m->set_dest;
2176                       else
2177                         reg_map[m1->regno]
2178                           = gen_lowpart_common (GET_MODE (m1->set_dest),
2179                                                 m->set_dest);
2180
2181                       /* Get rid of the matching insn
2182                          and prevent further processing of it.  */
2183                       m1->done = 1;
2184
2185                       /* if library call, delete all insn except last, which
2186                          is deleted below */
2187                       if ((temp = find_reg_note (m1->insn, REG_RETVAL,
2188                                                  NULL_RTX)))
2189                         {
2190                           for (temp = XEXP (temp, 0); temp != m1->insn;
2191                                temp = NEXT_INSN (temp))
2192                             delete_insn (temp);
2193                         }
2194                       delete_insn (m1->insn);
2195
2196                       /* Any other movable that loads the same register
2197                          MUST be moved.  */
2198                       already_moved[m1->regno] = 1;
2199
2200                       /* The reg merged here is now invariant,
2201                          if the reg it matches is invariant.  */
2202                       if (! m->partial)
2203                         VARRAY_INT (set_in_loop, m1->regno) = 0;
2204                     }
2205             }
2206           else if (loop_dump_stream)
2207             fprintf (loop_dump_stream, "not desirable");
2208         }
2209       else if (loop_dump_stream && !m->match)
2210         fprintf (loop_dump_stream, "not safe");
2211
2212       if (loop_dump_stream)
2213         fprintf (loop_dump_stream, "\n");
2214     }
2215
2216   if (new_start == 0)
2217     new_start = loop_start;
2218
2219   /* Go through all the instructions in the loop, making
2220      all the register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
2221   for (p = new_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
2222     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2223         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
2224       {
2225         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, nregs, 0);
2226         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, nregs, 0);
2227         INSN_CODE (p) = -1;
2228       }
2229 }
2230 \f
2231 #if 0
2232 /* Scan X and replace the address of any MEM in it with ADDR.
2233    REG is the address that MEM should have before the replacement.  */
2234
2235 static void
2236 replace_call_address (x, reg, addr)
2237      rtx x, reg, addr;
2238 {
2239   register enum rtx_code code;
2240   register int i;
2241   register char *fmt;
2242
2243   if (x == 0)
2244     return;
2245   code = GET_CODE (x);
2246   switch (code)
2247     {
2248     case PC:
2249     case CC0:
2250     case CONST_INT:
2251     case CONST_DOUBLE:
2252     case CONST:
2253     case SYMBOL_REF:
2254     case LABEL_REF:
2255     case REG:
2256       return;
2257
2258     case SET:
2259       /* Short cut for very common case.  */
2260       replace_call_address (XEXP (x, 1), reg, addr);
2261       return;
2262
2263     case CALL:
2264       /* Short cut for very common case.  */
2265       replace_call_address (XEXP (x, 0), reg, addr);
2266       return;
2267
2268     case MEM:
2269       /* If this MEM uses a reg other than the one we expected,
2270          something is wrong.  */
2271       if (XEXP (x, 0) != reg)
2272         abort ();
2273       XEXP (x, 0) = addr;
2274       return;
2275
2276     default:
2277       break;
2278     }
2279
2280   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2281   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2282     {
2283       if (fmt[i] == 'e')
2284         replace_call_address (XEXP (x, i), reg, addr);
2285       if (fmt[i] == 'E')
2286         {
2287           register int j;
2288           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2289             replace_call_address (XVECEXP (x, i, j), reg, addr);
2290         }
2291     }
2292 }
2293 #endif
2294 \f
2295 /* Return the number of memory refs to addresses that vary
2296    in the rtx X.  */
2297
2298 static int
2299 count_nonfixed_reads (x)
2300      rtx x;
2301 {
2302   register enum rtx_code code;
2303   register int i;
2304   register char *fmt;
2305   int value;
2306
2307   if (x == 0)
2308     return 0;
2309
2310   code = GET_CODE (x);
2311   switch (code)
2312     {
2313     case PC:
2314     case CC0:
2315     case CONST_INT:
2316     case CONST_DOUBLE:
2317     case CONST:
2318     case SYMBOL_REF:
2319     case LABEL_REF:
2320     case REG:
2321       return 0;
2322
2323     case MEM:
2324       return ((invariant_p (XEXP (x, 0)) != 1)
2325               + count_nonfixed_reads (XEXP (x, 0)));
2326
2327     default:
2328       break;
2329     }
2330
2331   value = 0;
2332   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
2333   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
2334     {
2335       if (fmt[i] == 'e')
2336         value += count_nonfixed_reads (XEXP (x, i));
2337       if (fmt[i] == 'E')
2338         {
2339           register int j;
2340           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2341             value += count_nonfixed_reads (XVECEXP (x, i, j));
2342         }
2343     }
2344   return value;
2345 }
2346
2347 \f
2348 #if 0
2349 /* P is an instruction that sets a register to the result of a ZERO_EXTEND.
2350    Replace it with an instruction to load just the low bytes
2351    if the machine supports such an instruction,
2352    and insert above LOOP_START an instruction to clear the register.  */
2353
2354 static void
2355 constant_high_bytes (p, loop_start)
2356      rtx p, loop_start;
2357 {
2358   register rtx new;
2359   register int insn_code_number;
2360
2361   /* Try to change (SET (REG ...) (ZERO_EXTEND (..:B ...)))
2362      to (SET (STRICT_LOW_PART (SUBREG:B (REG...))) ...).  */
2363
2364   new = gen_rtx_SET (VOIDmode,
2365                      gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode,
2366                                               gen_rtx_SUBREG (GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0)),
2367                                    SET_DEST (PATTERN (p)),
2368                                    0)),
2369                  XEXP (SET_SRC (PATTERN (p)), 0));
2370   insn_code_number = recog (new, p);
2371
2372   if (insn_code_number)
2373     {
2374       register int i;
2375
2376       /* Clear destination register before the loop.  */
2377       emit_insn_before (gen_rtx_SET (VOIDmode, SET_DEST (PATTERN (p)),
2378                                      const0_rtx),
2379                         loop_start);
2380
2381       /* Inside the loop, just load the low part.  */
2382       PATTERN (p) = new;
2383     }
2384 }
2385 #endif
2386 \f
2387 /* Scan a loop setting the variables `unknown_address_altered',
2388    `num_mem_sets', `loop_continue', `loops_enclosed', `loop_has_call',
2389    `loop_has_volatile', and `loop_has_tablejump'.
2390    Also, fill in the array `loop_mems' and the list `loop_store_mems'.  */
2391
2392 static void
2393 prescan_loop (start, end)
2394      rtx start, end;
2395 {
2396   register int level = 1;
2397   rtx insn;
2398   int loop_has_multiple_exit_targets = 0;
2399   /* The label after END.  Jumping here is just like falling off the
2400      end of the loop.  We use next_nonnote_insn instead of next_label
2401      as a hedge against the (pathological) case where some actual insn
2402      might end up between the two.  */
2403   rtx exit_target = next_nonnote_insn (end);
2404   if (exit_target == NULL_RTX || GET_CODE (exit_target) != CODE_LABEL)
2405     loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2406
2407   unknown_address_altered = 0;
2408   loop_has_call = 0;
2409   loop_has_volatile = 0;
2410   loop_has_tablejump = 0;
2411   loop_store_mems = NULL_RTX;
2412   first_loop_store_insn = NULL_RTX;
2413   loop_mems_idx = 0;
2414
2415   num_mem_sets = 0;
2416   loops_enclosed = 1;
2417   loop_continue = 0;
2418
2419   for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2420        insn = NEXT_INSN (insn))
2421     {
2422       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2423         {
2424           if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2425             {
2426               ++level;
2427               /* Count number of loops contained in this one.  */
2428               loops_enclosed++;
2429             }
2430           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_END)
2431             {
2432               --level;
2433               if (level == 0)
2434                 {
2435                   end = insn;
2436                   break;
2437                 }
2438             }
2439           else if (NOTE_LINE_NUMBER (insn) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
2440             {
2441               if (level == 1)
2442                 loop_continue = insn;
2443             }
2444         }
2445       else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2446         {
2447           if (! CONST_CALL_P (insn))
2448             unknown_address_altered = 1;
2449           loop_has_call = 1;
2450         }
2451       else if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
2452         {
2453           rtx label1 = NULL_RTX;
2454           rtx label2 = NULL_RTX;
2455
2456           if (volatile_refs_p (PATTERN (insn)))
2457             loop_has_volatile = 1;
2458
2459           if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2460               && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC
2461                   || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC))
2462             loop_has_tablejump = 1;
2463
2464           note_stores (PATTERN (insn), note_addr_stored);
2465           if (! first_loop_store_insn && loop_store_mems)
2466             first_loop_store_insn = insn;
2467
2468           if (! loop_has_multiple_exit_targets
2469               && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2470               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
2471               && SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx)
2472             {
2473               if (GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == IF_THEN_ELSE)
2474                 {
2475                   label1 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1);
2476                   label2 = XEXP (SET_SRC (PATTERN (insn)), 2);
2477                 }
2478               else
2479                 {
2480                   label1 = SET_SRC (PATTERN (insn));
2481                 }
2482
2483               do {
2484                 if (label1 && label1 != pc_rtx)
2485                   {
2486                     if (GET_CODE (label1) != LABEL_REF)
2487                       {
2488                         /* Something tricky.  */
2489                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2490                         break;
2491                       }
2492                     else if (XEXP (label1, 0) != exit_target
2493                              && LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (label1))
2494                       {
2495                         /* A jump outside the current loop.  */
2496                         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2497                         break;
2498                       }
2499                   }
2500
2501                 label1 = label2;
2502                 label2 = NULL_RTX;
2503               } while (label1);
2504             }
2505         }
2506       else if (GET_CODE (insn) == RETURN)
2507         loop_has_multiple_exit_targets = 1;
2508     }
2509
2510   /* Now, rescan the loop, setting up the LOOP_MEMS array.  */
2511   if (/* We can't tell what MEMs are aliased by what.  */
2512       !unknown_address_altered
2513       /* An exception thrown by a called function might land us
2514          anywhere.  */
2515       && !loop_has_call
2516       /* We don't want loads for MEMs moved to a location before the
2517          one at which their stack memory becomes allocated.  (Note
2518          that this is not a problem for malloc, etc., since those
2519          require actual function calls.  */
2520       && !current_function_calls_alloca
2521       /* There are ways to leave the loop other than falling off the
2522          end.  */
2523       && !loop_has_multiple_exit_targets)
2524     for (insn = NEXT_INSN (start); insn != NEXT_INSN (end);
2525          insn = NEXT_INSN (insn))
2526       for_each_rtx (&insn, insert_loop_mem, 0);
2527 }
2528 \f
2529 /* LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR is now the last label between the loop start
2530    and the continue note that is a the destination of a (cond)jump after
2531    the continue note.  If there is any (cond)jump between the loop start
2532    and what we have so far as LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR that has a
2533    target between LOOP_DOMINATOR and the continue note, move
2534    LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR forward to that label; if a jump's
2535    destination cannot be determined, clear LOOP_NUMBER_CONT_DOMINATOR.  */
2536
2537 static void
2538 verify_dominator (loop_number)
2539      int loop_number;
2540 {
2541   rtx insn;
2542
2543   if (! loop_number_cont_dominator[loop_number])
2544     /* This can happen for an empty loop, e.g. in
2545        gcc.c-torture/compile/920410-2.c  */
2546     return;
2547   if (loop_number_cont_dominator[loop_number] == const0_rtx)
2548     {
2549       loop_number_cont_dominator[loop_number] = 0;
2550       return;
2551     }
2552   for (insn = loop_number_loop_starts[loop_number];
2553        insn != loop_number_cont_dominator[loop_number];
2554        insn = NEXT_INSN (insn))
2555     {
2556       if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2557           && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN)
2558         {
2559           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2560           int label_luid = INSN_LUID (label);
2561
2562           if (! condjump_p (insn)
2563               && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2564             {
2565               loop_number_cont_dominator[loop_number] = NULL_RTX;
2566               return;
2567             }
2568           if (label_luid < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[loop_number])
2569               && (label_luid
2570                   > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator[loop_number])))
2571             loop_number_cont_dominator[loop_number] = label;
2572         }
2573     }
2574 }
2575
2576 /* Scan the function looking for loops.  Record the start and end of each loop.
2577    Also mark as invalid loops any loops that contain a setjmp or are branched
2578    to from outside the loop.  */
2579
2580 static void
2581 find_and_verify_loops (f)
2582      rtx f;
2583 {
2584   rtx insn, label;
2585   int current_loop = -1;
2586   int next_loop = -1;
2587   int loop;
2588
2589   compute_luids (f, NULL_RTX, 0);
2590
2591   /* If there are jumps to undefined labels,
2592      treat them as jumps out of any/all loops.
2593      This also avoids writing past end of tables when there are no loops.  */
2594   uid_loop_num[0] = -1;
2595
2596   /* Find boundaries of loops, mark which loops are contained within
2597      loops, and invalidate loops that have setjmp.  */
2598
2599   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2600     {
2601       if (GET_CODE (insn) == NOTE)
2602         switch (NOTE_LINE_NUMBER (insn))
2603           {
2604           case NOTE_INSN_LOOP_BEG:
2605             loop_number_loop_starts[++next_loop] =  insn;
2606             loop_number_loop_ends[next_loop] = 0;
2607             loop_number_loop_cont[next_loop] = 0;
2608             loop_number_cont_dominator[next_loop] = 0;
2609             loop_outer_loop[next_loop] = current_loop;
2610             loop_invalid[next_loop] = 0;
2611             loop_number_exit_labels[next_loop] = 0;
2612             loop_number_exit_count[next_loop] = 0;
2613             current_loop = next_loop;
2614             break;
2615
2616           case NOTE_INSN_SETJMP:
2617             /* In this case, we must invalidate our current loop and any
2618                enclosing loop.  */
2619             for (loop = current_loop; loop != -1; loop = loop_outer_loop[loop])
2620               {
2621                 loop_invalid[loop] = 1;
2622                 if (loop_dump_stream)
2623                   fprintf (loop_dump_stream,
2624                            "\nLoop at %d ignored due to setjmp.\n",
2625                            INSN_UID (loop_number_loop_starts[loop]));
2626               }
2627             break;
2628
2629           case NOTE_INSN_LOOP_CONT:
2630             loop_number_loop_cont[current_loop] = insn;
2631             break;
2632           case NOTE_INSN_LOOP_END:
2633             if (current_loop == -1)
2634               abort ();
2635
2636             loop_number_loop_ends[current_loop] = insn;
2637             verify_dominator (current_loop);
2638             current_loop = loop_outer_loop[current_loop];
2639             break;
2640
2641           default:
2642             break;
2643           }
2644       /* If for any loop, this is a jump insn between the NOTE_INSN_LOOP_CONT
2645          and NOTE_INSN_LOOP_END notes, update loop_number_loop_dominator.  */
2646       else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
2647                && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
2648                && current_loop >= 0)
2649         {
2650           int this_loop;
2651           rtx label = JUMP_LABEL (insn);
2652
2653           if (! condjump_p (insn) && ! condjump_in_parallel_p (insn))
2654             label = NULL_RTX;
2655
2656           this_loop = current_loop;
2657           do
2658             {
2659               /* First see if we care about this loop.  */
2660               if (loop_number_loop_cont[this_loop]
2661                   && loop_number_cont_dominator[this_loop] != const0_rtx)
2662                 {
2663                   /* If the jump destination is not known, invalidate
2664                      loop_number_const_dominator.  */
2665                   if (! label)
2666                     loop_number_cont_dominator[this_loop] = const0_rtx;
2667                   else
2668                     /* Check if the destination is between loop start and
2669                        cont.  */
2670                     if ((INSN_LUID (label)
2671                          < INSN_LUID (loop_number_loop_cont[this_loop]))
2672                         && (INSN_LUID (label)
2673                             > INSN_LUID (loop_number_loop_starts[this_loop]))
2674                         /* And if there is no later destination already
2675                            recorded.  */
2676                         && (! loop_number_cont_dominator[this_loop]
2677                             || (INSN_LUID (label)
2678                                 > INSN_LUID (loop_number_cont_dominator
2679                                              [this_loop]))))
2680                       loop_number_cont_dominator[this_loop] = label;
2681                 }
2682               this_loop = loop_outer_loop[this_loop];
2683             }
2684           while (this_loop >= 0);
2685         }
2686
2687       /* Note that this will mark the NOTE_INSN_LOOP_END note as being in the
2688          enclosing loop, but this doesn't matter.  */
2689       uid_loop_num[INSN_UID (insn)] = current_loop;
2690     }
2691
2692   /* Any loop containing a label used in an initializer must be invalidated,
2693      because it can be jumped into from anywhere.  */
2694
2695   for (label = forced_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2696     {
2697       int loop_num;
2698
2699       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2700            loop_num != -1;
2701            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2702         loop_invalid[loop_num] = 1;
2703     }
2704
2705   /* Any loop containing a label used for an exception handler must be
2706      invalidated, because it can be jumped into from anywhere.  */
2707
2708   for (label = exception_handler_labels; label; label = XEXP (label, 1))
2709     {
2710       int loop_num;
2711
2712       for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (label, 0))];
2713            loop_num != -1;
2714            loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2715         loop_invalid[loop_num] = 1;
2716     }
2717
2718   /* Now scan all insn's in the function.  If any JUMP_INSN branches into a
2719      loop that it is not contained within, that loop is marked invalid.
2720      If any INSN or CALL_INSN uses a label's address, then the loop containing
2721      that label is marked invalid, because it could be jumped into from
2722      anywhere.
2723
2724      Also look for blocks of code ending in an unconditional branch that
2725      exits the loop.  If such a block is surrounded by a conditional
2726      branch around the block, move the block elsewhere (see below) and
2727      invert the jump to point to the code block.  This may eliminate a
2728      label in our loop and will simplify processing by both us and a
2729      possible second cse pass.  */
2730
2731   for (insn = f; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2732     if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
2733       {
2734         int this_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (insn)];
2735
2736         if (GET_CODE (insn) == INSN || GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2737           {
2738             rtx note = find_reg_note (insn, REG_LABEL, NULL_RTX);
2739             if (note)
2740               {
2741                 int loop_num;
2742
2743                 for (loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (note, 0))];
2744                      loop_num != -1;
2745                      loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2746                   loop_invalid[loop_num] = 1;
2747               }
2748           }
2749
2750         if (GET_CODE (insn) != JUMP_INSN)
2751           continue;
2752
2753         mark_loop_jump (PATTERN (insn), this_loop_num);
2754
2755         /* See if this is an unconditional branch outside the loop.  */
2756         if (this_loop_num != -1
2757             && (GET_CODE (PATTERN (insn)) == RETURN
2758                 || (simplejump_p (insn)
2759                     && (uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))]
2760                         != this_loop_num)))
2761             && get_max_uid () < max_uid_for_loop)
2762           {
2763             rtx p;
2764             rtx our_next = next_real_insn (insn);
2765             int dest_loop;
2766             int outer_loop = -1;
2767
2768             /* Go backwards until we reach the start of the loop, a label,
2769                or a JUMP_INSN.  */
2770             for (p = PREV_INSN (insn);
2771                  GET_CODE (p) != CODE_LABEL
2772                  && ! (GET_CODE (p) == NOTE
2773                        && NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
2774                  && GET_CODE (p) != JUMP_INSN;
2775                  p = PREV_INSN (p))
2776               ;
2777
2778             /* Check for the case where we have a jump to an inner nested
2779                loop, and do not perform the optimization in that case.  */
2780
2781             if (JUMP_LABEL (insn))
2782               {
2783                 dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (insn))];
2784                 if (dest_loop != -1)
2785                   {
2786                     for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
2787                          outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
2788                       if (outer_loop == this_loop_num)
2789                         break;
2790                   }
2791               }
2792
2793             /* Make sure that the target of P is within the current loop.  */
2794
2795             if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
2796                 && uid_loop_num[INSN_UID (JUMP_LABEL (p))] != this_loop_num)
2797               outer_loop = this_loop_num;
2798
2799             /* If we stopped on a JUMP_INSN to the next insn after INSN,
2800                we have a block of code to try to move.
2801
2802                We look backward and then forward from the target of INSN
2803                to find a BARRIER at the same loop depth as the target.
2804                If we find such a BARRIER, we make a new label for the start
2805                of the block, invert the jump in P and point it to that label,
2806                and move the block of code to the spot we found.  */
2807
2808             if (outer_loop == -1
2809                 && GET_CODE (p) == JUMP_INSN
2810                 && JUMP_LABEL (p) != 0
2811                 /* Just ignore jumps to labels that were never emitted.
2812                    These always indicate compilation errors.  */
2813                 && INSN_UID (JUMP_LABEL (p)) != 0
2814                 && condjump_p (p)
2815                 && ! simplejump_p (p)
2816                 && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == our_next)
2817               {
2818                 rtx target
2819                   = JUMP_LABEL (insn) ? JUMP_LABEL (insn) : get_last_insn ();
2820                 int target_loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (target)];
2821                 rtx loc;
2822
2823                 for (loc = target; loc; loc = PREV_INSN (loc))
2824                   if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2825                       && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2826                     break;
2827
2828                 if (loc == 0)
2829                   for (loc = target; loc; loc = NEXT_INSN (loc))
2830                     if (GET_CODE (loc) == BARRIER
2831                         && uid_loop_num[INSN_UID (loc)] == target_loop_num)
2832                       break;
2833
2834                 if (loc)
2835                   {
2836                     rtx cond_label = JUMP_LABEL (p);
2837                     rtx new_label = get_label_after (p);
2838
2839                     /* Ensure our label doesn't go away.  */
2840                     LABEL_NUSES (cond_label)++;
2841
2842                     /* Verify that uid_loop_num is large enough and that
2843                        we can invert P.  */
2844                    if (invert_jump (p, new_label))
2845                      {
2846                        rtx q, r;
2847
2848                        /* If no suitable BARRIER was found, create a suitable
2849                           one before TARGET.  Since TARGET is a fall through
2850                           path, we'll need to insert an jump around our block
2851                           and a add a BARRIER before TARGET.
2852
2853                           This creates an extra unconditional jump outside
2854                           the loop.  However, the benefits of removing rarely
2855                           executed instructions from inside the loop usually
2856                           outweighs the cost of the extra unconditional jump
2857                           outside the loop.  */
2858                        if (loc == 0)
2859                          {
2860                            rtx temp;
2861
2862                            temp = gen_jump (JUMP_LABEL (insn));
2863                            temp = emit_jump_insn_before (temp, target);
2864                            JUMP_LABEL (temp) = JUMP_LABEL (insn);
2865                            LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn))++;
2866                            loc = emit_barrier_before (target);
2867                          }
2868
2869                        /* Include the BARRIER after INSN and copy the
2870                           block after LOC.  */
2871                        new_label = squeeze_notes (new_label, NEXT_INSN (insn));
2872                        reorder_insns (new_label, NEXT_INSN (insn), loc);
2873
2874                        /* All those insns are now in TARGET_LOOP_NUM.  */
2875                        for (q = new_label; q != NEXT_INSN (NEXT_INSN (insn));
2876                             q = NEXT_INSN (q))
2877                          uid_loop_num[INSN_UID (q)] = target_loop_num;
2878
2879                        /* The label jumped to by INSN is no longer a loop exit.
2880                           Unless INSN does not have a label (e.g., it is a
2881                           RETURN insn), search loop_number_exit_labels to find
2882                           its label_ref, and remove it.  Also turn off
2883                           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P bit.  */
2884                        if (JUMP_LABEL (insn))
2885                          {
2886                            int loop_num;
2887
2888                            for (q = 0,
2889                                 r = loop_number_exit_labels[this_loop_num];
2890                                 r; q = r, r = LABEL_NEXTREF (r))
2891                              if (XEXP (r, 0) == JUMP_LABEL (insn))
2892                                {
2893                                  LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (r) = 0;
2894                                  if (q)
2895                                    LABEL_NEXTREF (q) = LABEL_NEXTREF (r);
2896                                  else
2897                                    loop_number_exit_labels[this_loop_num]
2898                                      = LABEL_NEXTREF (r);
2899                                  break;
2900                                }
2901
2902                            for (loop_num = this_loop_num;
2903                                 loop_num != -1 && loop_num != target_loop_num;
2904                                 loop_num = loop_outer_loop[loop_num])
2905                              loop_number_exit_count[loop_num]--;
2906
2907                            /* If we didn't find it, then something is wrong.  */
2908                            if (! r)
2909                              abort ();
2910                          }
2911
2912                        /* P is now a jump outside the loop, so it must be put
2913                           in loop_number_exit_labels, and marked as such.
2914                           The easiest way to do this is to just call
2915                           mark_loop_jump again for P.  */
2916                        mark_loop_jump (PATTERN (p), this_loop_num);
2917
2918                        /* If INSN now jumps to the insn after it,
2919                           delete INSN.  */
2920                        if (JUMP_LABEL (insn) != 0
2921                            && (next_real_insn (JUMP_LABEL (insn))
2922                                == next_real_insn (insn)))
2923                          delete_insn (insn);
2924                      }
2925
2926                     /* Continue the loop after where the conditional
2927                        branch used to jump, since the only branch insn
2928                        in the block (if it still remains) is an inter-loop
2929                        branch and hence needs no processing.  */
2930                     insn = NEXT_INSN (cond_label);
2931
2932                     if (--LABEL_NUSES (cond_label) == 0)
2933                       delete_insn (cond_label);
2934
2935                     /* This loop will be continued with NEXT_INSN (insn).  */
2936                     insn = PREV_INSN (insn);
2937                   }
2938               }
2939           }
2940       }
2941 }
2942
2943 /* If any label in X jumps to a loop different from LOOP_NUM and any of the
2944    loops it is contained in, mark the target loop invalid.
2945
2946    For speed, we assume that X is part of a pattern of a JUMP_INSN.  */
2947
2948 static void
2949 mark_loop_jump (x, loop_num)
2950      rtx x;
2951      int loop_num;
2952 {
2953   int dest_loop;
2954   int outer_loop;
2955   int i;
2956
2957   switch (GET_CODE (x))
2958     {
2959     case PC:
2960     case USE:
2961     case CLOBBER:
2962     case REG:
2963     case MEM:
2964     case CONST_INT:
2965     case CONST_DOUBLE:
2966     case RETURN:
2967       return;
2968
2969     case CONST:
2970       /* There could be a label reference in here.  */
2971       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2972       return;
2973
2974     case PLUS:
2975     case MINUS:
2976     case MULT:
2977       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2978       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2979       return;
2980
2981     case LO_SUM:
2982       /* This may refer to a LABEL_REF or SYMBOL_REF.  */
2983       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
2984       return;
2985
2986     case SIGN_EXTEND:
2987     case ZERO_EXTEND:
2988       mark_loop_jump (XEXP (x, 0), loop_num);
2989       return;
2990
2991     case LABEL_REF:
2992       dest_loop = uid_loop_num[INSN_UID (XEXP (x, 0))];
2993
2994       /* Link together all labels that branch outside the loop.  This
2995          is used by final_[bg]iv_value and the loop unrolling code.  Also
2996          mark this LABEL_REF so we know that this branch should predict
2997          false.  */
2998
2999       /* A check to make sure the label is not in an inner nested loop,
3000          since this does not count as a loop exit.  */
3001       if (dest_loop != -1)
3002         {
3003           for (outer_loop = dest_loop; outer_loop != -1;
3004                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3005             if (outer_loop == loop_num)
3006               break;
3007         }
3008       else
3009         outer_loop = -1;
3010
3011       if (loop_num != -1 && outer_loop == -1)
3012         {
3013           LABEL_OUTSIDE_LOOP_P (x) = 1;
3014           LABEL_NEXTREF (x) = loop_number_exit_labels[loop_num];
3015           loop_number_exit_labels[loop_num] = x;
3016
3017           for (outer_loop = loop_num;
3018                outer_loop != -1 && outer_loop != dest_loop;
3019                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3020             loop_number_exit_count[outer_loop]++;
3021         }
3022
3023       /* If this is inside a loop, but not in the current loop or one enclosed
3024          by it, it invalidates at least one loop.  */
3025
3026       if (dest_loop == -1)
3027         return;
3028
3029       /* We must invalidate every nested loop containing the target of this
3030          label, except those that also contain the jump insn.  */
3031
3032       for (; dest_loop != -1; dest_loop = loop_outer_loop[dest_loop])
3033         {
3034           /* Stop when we reach a loop that also contains the jump insn.  */
3035           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3036                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3037             if (dest_loop == outer_loop)
3038               return;
3039
3040           /* If we get here, we know we need to invalidate a loop.  */
3041           if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[dest_loop])
3042             fprintf (loop_dump_stream,
3043                      "\nLoop at %d ignored due to multiple entry points.\n",
3044                      INSN_UID (loop_number_loop_starts[dest_loop]));
3045
3046           loop_invalid[dest_loop] = 1;
3047         }
3048       return;
3049
3050     case SET:
3051       /* If this is not setting pc, ignore.  */
3052       if (SET_DEST (x) == pc_rtx)
3053         mark_loop_jump (SET_SRC (x), loop_num);
3054       return;
3055
3056     case IF_THEN_ELSE:
3057       mark_loop_jump (XEXP (x, 1), loop_num);
3058       mark_loop_jump (XEXP (x, 2), loop_num);
3059       return;
3060
3061     case PARALLEL:
3062     case ADDR_VEC:
3063       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 0); i++)
3064         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 0, i), loop_num);
3065       return;
3066
3067     case ADDR_DIFF_VEC:
3068       for (i = 0; i < XVECLEN (x, 1); i++)
3069         mark_loop_jump (XVECEXP (x, 1, i), loop_num);
3070       return;
3071
3072     default:
3073       /* Strictly speaking this is not a jump into the loop, only a possible
3074          jump out of the loop.  However, we have no way to link the destination
3075          of this jump onto the list of exit labels.  To be safe we mark this
3076          loop and any containing loops as invalid.  */
3077       if (loop_num != -1)
3078         {
3079           for (outer_loop = loop_num; outer_loop != -1;
3080                outer_loop = loop_outer_loop[outer_loop])
3081             {
3082               if (loop_dump_stream && ! loop_invalid[outer_loop])
3083                 fprintf (loop_dump_stream,
3084                          "\nLoop at %d ignored due to unknown exit jump.\n",
3085                          INSN_UID (loop_number_loop_starts[outer_loop]));
3086               loop_invalid[outer_loop] = 1;
3087             }
3088         }
3089       return;
3090     }
3091 }
3092 \f
3093 /* Return nonzero if there is a label in the range from
3094    insn INSN to and including the insn whose luid is END
3095    INSN must have an assigned luid (i.e., it must not have
3096    been previously created by loop.c).  */
3097
3098 static int
3099 labels_in_range_p (insn, end)
3100      rtx insn;
3101      int end;
3102 {
3103   while (insn && INSN_LUID (insn) <= end)
3104     {
3105       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL)
3106         return 1;
3107       insn = NEXT_INSN (insn);
3108     }
3109
3110   return 0;
3111 }
3112
3113 /* Record that a memory reference X is being set.  */
3114
3115 static void
3116 note_addr_stored (x, y)
3117      rtx x;
3118      rtx y ATTRIBUTE_UNUSED;
3119 {
3120   if (x == 0 || GET_CODE (x) != MEM)
3121     return;
3122
3123   /* Count number of memory writes.
3124      This affects heuristics in strength_reduce.  */
3125   num_mem_sets++;
3126
3127   /* BLKmode MEM means all memory is clobbered.  */
3128   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3129     unknown_address_altered = 1;
3130
3131   if (unknown_address_altered)
3132     return;
3133
3134   loop_store_mems = gen_rtx_EXPR_LIST (VOIDmode, x, loop_store_mems);
3135 }
3136 \f
3137 /* Return nonzero if the rtx X is invariant over the current loop.
3138
3139    The value is 2 if we refer to something only conditionally invariant.
3140
3141    If `unknown_address_altered' is nonzero, no memory ref is invariant.
3142    Otherwise, a memory ref is invariant if it does not conflict with
3143    anything stored in `loop_store_mems'.  */
3144
3145 int
3146 invariant_p (x)
3147      register rtx x;
3148 {
3149   register int i;
3150   register enum rtx_code code;
3151   register char *fmt;
3152   int conditional = 0;
3153   rtx mem_list_entry;
3154
3155   if (x == 0)
3156     return 1;
3157   code = GET_CODE (x);
3158   switch (code)
3159     {
3160     case CONST_INT:
3161     case CONST_DOUBLE:
3162     case SYMBOL_REF:
3163     case CONST:
3164       return 1;
3165
3166     case LABEL_REF:
3167       /* A LABEL_REF is normally invariant, however, if we are unrolling
3168          loops, and this label is inside the loop, then it isn't invariant.
3169          This is because each unrolled copy of the loop body will have
3170          a copy of this label.  If this was invariant, then an insn loading
3171          the address of this label into a register might get moved outside
3172          the loop, and then each loop body would end up using the same label.
3173
3174          We don't know the loop bounds here though, so just fail for all
3175          labels.  */
3176       if (flag_unroll_loops)
3177         return 0;
3178       else
3179         return 1;
3180
3181     case PC:
3182     case CC0:
3183     case UNSPEC_VOLATILE:
3184       return 0;
3185
3186     case REG:
3187       /* We used to check RTX_UNCHANGING_P (x) here, but that is invalid
3188          since the reg might be set by initialization within the loop.  */
3189
3190       if ((x == frame_pointer_rtx || x == hard_frame_pointer_rtx
3191            || x == arg_pointer_rtx)
3192           && ! current_function_has_nonlocal_goto)
3193         return 1;
3194
3195       if (loop_has_call
3196           && REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER && call_used_regs[REGNO (x)])
3197         return 0;
3198
3199       if (VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) < 0)
3200         return 2;
3201
3202       return VARRAY_INT (set_in_loop, REGNO (x)) == 0;
3203
3204     case MEM:
3205       /* Volatile memory references must be rejected.  Do this before
3206          checking for read-only items, so that volatile read-only items
3207          will be rejected also.  */
3208       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3209         return 0;
3210
3211       /* Read-only items (such as constants in a constant pool) are
3212          invariant if their address is.  */
3213       if (RTX_UNCHANGING_P (x))
3214         break;
3215
3216       /* If we had a subroutine call, any location in memory could have been
3217          clobbered.  */
3218       if (unknown_address_altered)
3219         return 0;
3220
3221       /* See if there is any dependence between a store and this load.  */
3222       mem_list_entry = loop_store_mems;
3223       while (mem_list_entry)
3224         {
3225           if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
3226                                x, rtx_varies_p))
3227             return 0;
3228           mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
3229         }
3230
3231       /* It's not invalidated by a store in memory
3232          but we must still verify the address is invariant.  */
3233       break;
3234
3235     case ASM_OPERANDS:
3236       /* Don't mess with insns declared volatile.  */
3237       if (MEM_VOLATILE_P (x))
3238         return 0;
3239       break;
3240
3241     default:
3242       break;
3243     }
3244
3245   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3246   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3247     {
3248       if (fmt[i] == 'e')
3249         {
3250           int tem = invariant_p (XEXP (x, i));
3251           if (tem == 0)
3252             return 0;
3253           if (tem == 2)
3254             conditional = 1;
3255         }
3256       else if (fmt[i] == 'E')
3257         {
3258           register int j;
3259           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3260             {
3261               int tem = invariant_p (XVECEXP (x, i, j));
3262               if (tem == 0)
3263                 return 0;
3264               if (tem == 2)
3265                 conditional = 1;
3266             }
3267
3268         }
3269     }
3270
3271   return 1 + conditional;
3272 }
3273
3274 \f
3275 /* Return nonzero if all the insns in the loop that set REG
3276    are INSN and the immediately following insns,
3277    and if each of those insns sets REG in an invariant way
3278    (not counting uses of REG in them).
3279
3280    The value is 2 if some of these insns are only conditionally invariant.
3281
3282    We assume that INSN itself is the first set of REG
3283    and that its source is invariant.  */
3284
3285 static int
3286 consec_sets_invariant_p (reg, n_sets, insn)
3287      int n_sets;
3288      rtx reg, insn;
3289 {
3290   register rtx p = insn;
3291   register int regno = REGNO (reg);
3292   rtx temp;
3293   /* Number of sets we have to insist on finding after INSN.  */
3294   int count = n_sets - 1;
3295   int old = VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3296   int value = 0;
3297   int this;
3298
3299   /* If N_SETS hit the limit, we can't rely on its value.  */
3300   if (n_sets == 127)
3301     return 0;
3302
3303   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = 0;
3304
3305   while (count > 0)
3306     {
3307       register enum rtx_code code;
3308       rtx set;
3309
3310       p = NEXT_INSN (p);
3311       code = GET_CODE (p);
3312
3313       /* If library call, skip to end of it.  */
3314       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
3315         p = XEXP (temp, 0);
3316
3317       this = 0;
3318       if (code == INSN
3319           && (set = single_set (p))
3320           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
3321           && REGNO (SET_DEST (set)) == regno)
3322         {
3323           this = invariant_p (SET_SRC (set));
3324           if (this != 0)
3325             value |= this;
3326           else if ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX)))
3327             {
3328               /* If this is a libcall, then any invariant REG_EQUAL note is OK.
3329                  If this is an ordinary insn, then only CONSTANT_P REG_EQUAL
3330                  notes are OK.  */
3331               this = (CONSTANT_P (XEXP (temp, 0))
3332                       || (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX)
3333                           && invariant_p (XEXP (temp, 0))));
3334               if (this != 0)
3335                 value |= this;
3336             }
3337         }
3338       if (this != 0)
3339         count--;
3340       else if (code != NOTE)
3341         {
3342           VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3343           return 0;
3344         }
3345     }
3346
3347   VARRAY_INT (set_in_loop, regno) = old;
3348   /* If invariant_p ever returned 2, we return 2.  */
3349   return 1 + (value & 2);
3350 }
3351
3352 #if 0
3353 /* I don't think this condition is sufficient to allow INSN
3354    to be moved, so we no longer test it.  */
3355
3356 /* Return 1 if all insns in the basic block of INSN and following INSN
3357    that set REG are invariant according to TABLE.  */
3358
3359 static int
3360 all_sets_invariant_p (reg, insn, table)
3361      rtx reg, insn;
3362      short *table;
3363 {
3364   register rtx p = insn;
3365   register int regno = REGNO (reg);
3366
3367   while (1)
3368     {
3369       register enum rtx_code code;
3370       p = NEXT_INSN (p);
3371       code = GET_CODE (p);
3372       if (code == CODE_LABEL || code == JUMP_INSN)
3373         return 1;
3374       if (code == INSN && GET_CODE (PATTERN (p)) == SET
3375           && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (p))) == REG
3376           && REGNO (SET_DEST (PATTERN (p))) == regno)
3377         {
3378           if (!invariant_p (SET_SRC (PATTERN (p)), table))
3379             return 0;
3380         }
3381     }
3382 }
3383 #endif /* 0 */
3384 \f
3385 /* Look at all uses (not sets) of registers in X.  For each, if it is
3386    the single use, set USAGE[REGNO] to INSN; if there was a previous use in
3387    a different insn, set USAGE[REGNO] to const0_rtx.  */
3388
3389 static void
3390 find_single_use_in_loop (insn, x, usage)
3391      rtx insn;
3392      rtx x;
3393      varray_type usage;
3394 {
3395   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
3396   char *fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
3397   int i, j;
3398
3399   if (code == REG)
3400     VARRAY_RTX (usage, REGNO (x))
3401       = (VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != 0
3402          && VARRAY_RTX (usage, REGNO (x)) != insn)
3403         ? const0_rtx : insn;
3404
3405   else if (code == SET)
3406     {
3407       /* Don't count SET_DEST if it is a REG; otherwise count things
3408          in SET_DEST because if a register is partially modified, it won't
3409          show up as a potential movable so we don't care how USAGE is set
3410          for it.  */
3411       if (GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
3412         find_single_use_in_loop (insn, SET_DEST (x), usage);
3413       find_single_use_in_loop (insn, SET_SRC (x), usage);
3414     }
3415   else
3416     for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
3417       {
3418         if (fmt[i] == 'e' && XEXP (x, i) != 0)
3419           find_single_use_in_loop (insn, XEXP (x, i), usage);
3420         else if (fmt[i] == 'E')
3421           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3422             find_single_use_in_loop (insn, XVECEXP (x, i, j), usage);
3423       }
3424 }
3425 \f
3426 /* Count and record any set in X which is contained in INSN.  Update
3427    MAY_NOT_MOVE and LAST_SET for any register set in X.  */
3428
3429 static void
3430 count_one_set (insn, x, may_not_move, last_set)
3431      rtx insn, x;
3432      varray_type may_not_move;
3433      rtx *last_set;
3434 {
3435   if (GET_CODE (x) == CLOBBER && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
3436     /* Don't move a reg that has an explicit clobber.
3437        It's not worth the pain to try to do it correctly.  */
3438     VARRAY_CHAR (may_not_move, REGNO (XEXP (x, 0))) = 1;
3439
3440   if (GET_CODE (x) == SET || GET_CODE (x) == CLOBBER)
3441     {
3442       rtx dest = SET_DEST (x);
3443       while (GET_CODE (dest) == SUBREG
3444              || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
3445              || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
3446              || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
3447         dest = XEXP (dest, 0);
3448       if (GET_CODE (dest) == REG)
3449         {
3450           register int regno = REGNO (dest);
3451           /* If this is the first setting of this reg
3452              in current basic block, and it was set before,
3453              it must be set in two basic blocks, so it cannot
3454              be moved out of the loop.  */
3455           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) > 0
3456               && last_set[regno] == 0)
3457             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3458           /* If this is not first setting in current basic block,
3459              see if reg was used in between previous one and this.
3460              If so, neither one can be moved.  */
3461           if (last_set[regno] != 0
3462               && reg_used_between_p (dest, last_set[regno], insn))
3463             VARRAY_CHAR (may_not_move, regno) = 1;
3464           if (VARRAY_INT (set_in_loop, regno) < 127)
3465             ++VARRAY_INT (set_in_loop, regno);
3466           last_set[regno] = insn;
3467         }
3468     }
3469 }
3470
3471 /* Increment SET_IN_LOOP at the index of each register
3472    that is modified by an insn between FROM and TO.
3473    If the value of an element of SET_IN_LOOP becomes 127 or more,
3474    stop incrementing it, to avoid overflow.
3475
3476    Store in SINGLE_USAGE[I] the single insn in which register I is
3477    used, if it is only used once.  Otherwise, it is set to 0 (for no
3478    uses) or const0_rtx for more than one use.  This parameter may be zero,
3479    in which case this processing is not done.
3480
3481    Store in *COUNT_PTR the number of actual instruction
3482    in the loop.  We use this to decide what is worth moving out.  */
3483
3484 /* last_set[n] is nonzero iff reg n has been set in the current basic block.
3485    In that case, it is the insn that last set reg n.  */
3486
3487 static void
3488 count_loop_regs_set (from, to, may_not_move, single_usage, count_ptr, nregs)
3489      register rtx from, to;
3490      varray_type may_not_move;
3491      varray_type single_usage;
3492      int *count_ptr;
3493      int nregs;
3494 {
3495   register rtx *last_set = (rtx *) alloca (nregs * sizeof (rtx));
3496   register rtx insn;
3497   register int count = 0;
3498
3499   bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3500   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
3501     {
3502       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
3503         {
3504           ++count;
3505
3506           /* Record registers that have exactly one use.  */
3507           find_single_use_in_loop (insn, PATTERN (insn), single_usage);
3508
3509           /* Include uses in REG_EQUAL notes.  */
3510           if (REG_NOTES (insn))
3511             find_single_use_in_loop (insn, REG_NOTES (insn), single_usage);
3512
3513           if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3514               || GET_CODE (PATTERN (insn)) == CLOBBER)
3515             count_one_set (insn, PATTERN (insn), may_not_move, last_set);
3516           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
3517             {
3518               register int i;
3519               for (i = XVECLEN (PATTERN (insn), 0) - 1; i >= 0; i--)
3520                 count_one_set (insn, XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i),
3521                                may_not_move, last_set);
3522             }
3523         }
3524
3525       if (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL || GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
3526         bzero ((char *) last_set, nregs * sizeof (rtx));
3527     }
3528   *count_ptr = count;
3529 }
3530 \f
3531 /* Given a loop that is bounded by LOOP_START and LOOP_END
3532    and that is entered at SCAN_START,
3533    return 1 if the register set in SET contained in insn INSN is used by
3534    any insn that precedes INSN in cyclic order starting
3535    from the loop entry point.
3536
3537    We don't want to use INSN_LUID here because if we restrict INSN to those
3538    that have a valid INSN_LUID, it means we cannot move an invariant out
3539    from an inner loop past two loops.  */
3540
3541 static int
3542 loop_reg_used_before_p (set, insn, loop_start, scan_start, loop_end)
3543      rtx set, insn, loop_start, scan_start, loop_end;
3544 {
3545   rtx reg = SET_DEST (set);
3546   rtx p;
3547
3548   /* Scan forward checking for register usage.  If we hit INSN, we
3549      are done.  Otherwise, if we hit LOOP_END, wrap around to LOOP_START.  */
3550   for (p = scan_start; p != insn; p = NEXT_INSN (p))
3551     {
3552       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i'
3553           && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (p)))
3554         return 1;
3555
3556       if (p == loop_end)
3557         p = loop_start;
3558     }
3559
3560   return 0;
3561 }
3562 \f
3563 /* A "basic induction variable" or biv is a pseudo reg that is set
3564    (within this loop) only by incrementing or decrementing it.  */
3565 /* A "general induction variable" or giv is a pseudo reg whose
3566    value is a linear function of a biv.  */
3567
3568 /* Bivs are recognized by `basic_induction_var';
3569    Givs by `general_induction_var'.  */
3570
3571 /* Indexed by register number, indicates whether or not register is an
3572    induction variable, and if so what type.  */
3573
3574 varray_type reg_iv_type;
3575
3576 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct induction'
3577    if register is an induction variable.  This holds general info for
3578    all induction variables.  */
3579
3580 varray_type reg_iv_info;
3581
3582 /* Indexed by register number, contains pointer to `struct iv_class'
3583    if register is a basic induction variable.  This holds info describing
3584    the class (a related group) of induction variables that the biv belongs
3585    to.  */
3586
3587 struct iv_class **reg_biv_class;
3588
3589 /* The head of a list which links together (via the next field)
3590    every iv class for the current loop.  */
3591
3592 struct iv_class *loop_iv_list;
3593
3594 /* Givs made from biv increments are always splittable for loop unrolling.
3595    Since there is no regscan info for them, we have to keep track of them
3596    separately.  */
3597 int first_increment_giv, last_increment_giv;
3598
3599 /* Communication with routines called via `note_stores'.  */
3600
3601 static rtx note_insn;
3602
3603 /* Dummy register to have non-zero DEST_REG for DEST_ADDR type givs.  */
3604
3605 static rtx addr_placeholder;
3606
3607 /* ??? Unfinished optimizations, and possible future optimizations,
3608    for the strength reduction code.  */
3609
3610 /* ??? The interaction of biv elimination, and recognition of 'constant'
3611    bivs, may cause problems.  */
3612
3613 /* ??? Add heuristics so that DEST_ADDR strength reduction does not cause
3614    performance problems.
3615
3616    Perhaps don't eliminate things that can be combined with an addressing
3617    mode.  Find all givs that have the same biv, mult_val, and add_val;
3618    then for each giv, check to see if its only use dies in a following
3619    memory address.  If so, generate a new memory address and check to see
3620    if it is valid.   If it is valid, then store the modified memory address,
3621    otherwise, mark the giv as not done so that it will get its own iv.  */
3622
3623 /* ??? Could try to optimize branches when it is known that a biv is always
3624    positive.  */
3625
3626 /* ??? When replace a biv in a compare insn, we should replace with closest
3627    giv so that an optimized branch can still be recognized by the combiner,
3628    e.g. the VAX acb insn.  */
3629
3630 /* ??? Many of the checks involving uid_luid could be simplified if regscan
3631    was rerun in loop_optimize whenever a register was added or moved.
3632    Also, some of the optimizations could be a little less conservative.  */
3633 \f
3634 /* Perform strength reduction and induction variable elimination.
3635
3636    Pseudo registers created during this function will be beyond the last
3637    valid index in several tables including n_times_set and regno_last_uid.
3638    This does not cause a problem here, because the added registers cannot be
3639    givs outside of their loop, and hence will never be reconsidered.
3640    But scan_loop must check regnos to make sure they are in bounds.
3641
3642    SCAN_START is the first instruction in the loop, as the loop would
3643    actually be executed.  END is the NOTE_INSN_LOOP_END.  LOOP_TOP is
3644    the first instruction in the loop, as it is layed out in the
3645    instruction stream.  LOOP_START is the NOTE_INSN_LOOP_BEG.
3646    LOOP_CONT is the NOTE_INSN_LOOP_CONT.  */
3647
3648 static void
3649 strength_reduce (scan_start, end, loop_top, insn_count,
3650                  loop_start, loop_end, loop_cont, unroll_p, bct_p)
3651      rtx scan_start;
3652      rtx end;
3653      rtx loop_top;
3654      int insn_count;
3655      rtx loop_start;
3656      rtx loop_end;
3657      rtx loop_cont;
3658      int unroll_p, bct_p ATTRIBUTE_UNUSED;
3659 {
3660   rtx p;
3661   rtx set;
3662   rtx inc_val;
3663   rtx mult_val;
3664   rtx dest_reg;
3665   rtx *location;
3666   /* This is 1 if current insn is not executed at least once for every loop
3667      iteration.  */
3668   int not_every_iteration = 0;
3669   /* This is 1 if current insn may be executed more than once for every
3670      loop iteration.  */
3671   int maybe_multiple = 0;
3672   /* Temporary list pointers for traversing loop_iv_list.  */
3673   struct iv_class *bl, **backbl;
3674   /* Ratio of extra register life span we can justify
3675      for saving an instruction.  More if loop doesn't call subroutines
3676      since in that case saving an insn makes more difference
3677      and more registers are available.  */
3678   /* ??? could set this to last value of threshold in move_movables */
3679   int threshold = (loop_has_call ? 1 : 2) * (3 + n_non_fixed_regs);
3680   /* Map of pseudo-register replacements.  */
3681   rtx *reg_map;
3682   int reg_map_size;
3683   int call_seen;
3684   rtx test;
3685   rtx end_insert_before;
3686   int loop_depth = 0;
3687   int n_extra_increment;
3688   struct loop_info loop_iteration_info;
3689   struct loop_info *loop_info = &loop_iteration_info;
3690
3691   /* If scan_start points to the loop exit test, we have to be wary of
3692      subversive use of gotos inside expression statements.  */
3693   if (prev_nonnote_insn (scan_start) != prev_nonnote_insn (loop_start))
3694     maybe_multiple = back_branch_in_range_p (scan_start, loop_start, loop_end);
3695
3696   VARRAY_INT_INIT (reg_iv_type, max_reg_before_loop, "reg_iv_type");
3697   VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (reg_iv_info, max_reg_before_loop, "reg_iv_info");
3698   reg_biv_class = (struct iv_class **)
3699     alloca (max_reg_before_loop * sizeof (struct iv_class *));
3700   bzero ((char *) reg_biv_class, (max_reg_before_loop
3701                                   * sizeof (struct iv_class *)));
3702
3703   loop_iv_list = 0;
3704   addr_placeholder = gen_reg_rtx (Pmode);
3705
3706   /* Save insn immediately after the loop_end.  Insns inserted after loop_end
3707      must be put before this insn, so that they will appear in the right
3708      order (i.e. loop order).
3709
3710      If loop_end is the end of the current function, then emit a
3711      NOTE_INSN_DELETED after loop_end and set end_insert_before to the
3712      dummy note insn.  */
3713   if (NEXT_INSN (loop_end) != 0)
3714     end_insert_before = NEXT_INSN (loop_end);
3715   else
3716     end_insert_before = emit_note_after (NOTE_INSN_DELETED, loop_end);
3717
3718   /* Scan through loop to find all possible bivs.  */
3719
3720   for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
3721        p != NULL_RTX;
3722        p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
3723     {
3724       if (GET_CODE (p) == INSN
3725           && (set = single_set (p))
3726           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
3727         {
3728           dest_reg = SET_DEST (set);
3729           if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
3730               && REGNO (dest_reg) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3731               && REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) != NOT_BASIC_INDUCT)
3732             {
3733               if (basic_induction_var (SET_SRC (set), GET_MODE (SET_SRC (set)),
3734                                        dest_reg, p, &inc_val, &mult_val,
3735                                        &location))
3736                 {
3737                   /* It is a possible basic induction variable.
3738                      Create and initialize an induction structure for it.  */
3739
3740                   struct induction *v
3741                     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
3742
3743                   record_biv (v, p, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
3744                               not_every_iteration, maybe_multiple);
3745                   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = BASIC_INDUCT;
3746                 }
3747               else if (REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop)
3748                 REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = NOT_BASIC_INDUCT;
3749             }
3750         }
3751
3752       /* Past CODE_LABEL, we get to insns that may be executed multiple
3753          times.  The only way we can be sure that they can't is if every
3754          jump insn between here and the end of the loop either
3755          returns, exits the loop, is a jump to a location that is still
3756          behind the label, or is a jump to the loop start.  */
3757
3758       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
3759         {
3760           rtx insn = p;
3761
3762           maybe_multiple = 0;
3763
3764           while (1)
3765             {
3766               insn = NEXT_INSN (insn);
3767               if (insn == scan_start)
3768                 break;
3769               if (insn == end)
3770                 {
3771                   if (loop_top != 0)
3772                     insn = loop_top;
3773                   else
3774                     break;
3775                   if (insn == scan_start)
3776                     break;
3777                 }
3778
3779               if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
3780                   && GET_CODE (PATTERN (insn)) != RETURN
3781                   && (! condjump_p (insn)
3782                       || (JUMP_LABEL (insn) != 0
3783                           && JUMP_LABEL (insn) != scan_start
3784                           && ! loop_insn_first_p (p, JUMP_LABEL (insn)))))
3785                 {
3786                   maybe_multiple = 1;
3787                   break;
3788                 }
3789             }
3790         }
3791
3792       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
3793          on whether they will be executed during each iteration.  */
3794       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
3795          code in scan_loop.  */
3796       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3797           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
3798              beginning, don't set not_every_iteration for that.
3799              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
3800              will be executed if the loop is executed.  */
3801           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
3802                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
3803                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
3804         {
3805           rtx label = 0;
3806
3807           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
3808              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
3809              loop_number_exits_labels list.  */
3810
3811           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
3812                label;
3813                label = LABEL_NEXTREF (label))
3814             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
3815               break;
3816
3817           if (! label)
3818             not_every_iteration = 1;
3819         }
3820
3821       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
3822         {
3823           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
3824              be executed each iteration: logically, the loop begins here
3825              even though the exit code has been duplicated.
3826
3827              Insns are also again known to be executed each iteration at
3828              the LOOP_CONT note.  */
3829           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
3830                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
3831               && loop_depth == 0)
3832             not_every_iteration = 0;
3833           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
3834             loop_depth++;
3835           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
3836             loop_depth--;
3837         }
3838
3839       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
3840          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
3841          or not an insn is known to be executed each iteration of the
3842          loop, whether or not any iterations are known to occur.
3843
3844          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
3845          between here and the test insn of the loop, we know these insns
3846          will be executed each iteration.  */
3847
3848       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
3849           && no_labels_between_p (p, loop_end)
3850           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
3851         not_every_iteration = 0;
3852     }
3853
3854   /* Scan loop_iv_list to remove all regs that proved not to be bivs.
3855      Make a sanity check against n_times_set.  */
3856   for (backbl = &loop_iv_list, bl = *backbl; bl; bl = bl->next)
3857     {
3858       if (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3859           /* Above happens if register modified by subreg, etc.  */
3860           /* Make sure it is not recognized as a basic induction var: */
3861           || VARRAY_INT (n_times_set, bl->regno) != bl->biv_count
3862           /* If never incremented, it is invariant that we decided not to
3863              move.  So leave it alone.  */
3864           || ! bl->incremented)
3865         {
3866           if (loop_dump_stream)
3867             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv discarded, %s\n",
3868                      bl->regno,
3869                      (REG_IV_TYPE (bl->regno) != BASIC_INDUCT
3870                       ? "not induction variable"
3871                       : (! bl->incremented ? "never incremented"
3872                          : "count error")));
3873
3874           REG_IV_TYPE (bl->regno) = NOT_BASIC_INDUCT;
3875           *backbl = bl->next;
3876         }
3877       else
3878         {
3879           backbl = &bl->next;
3880
3881           if (loop_dump_stream)
3882             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv verified\n", bl->regno);
3883         }
3884     }
3885
3886   /* Exit if there are no bivs.  */
3887   if (! loop_iv_list)
3888     {
3889       /* Can still unroll the loop anyways, but indicate that there is no
3890          strength reduction info available.  */
3891       if (unroll_p)
3892         unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
3893                      loop_info, 0);
3894
3895       return;
3896     }
3897
3898   /* Find initial value for each biv by searching backwards from loop_start,
3899      halting at first label.  Also record any test condition.  */
3900
3901   call_seen = 0;
3902   for (p = loop_start; p && GET_CODE (p) != CODE_LABEL; p = PREV_INSN (p))
3903     {
3904       note_insn = p;
3905
3906       if (GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3907         call_seen = 1;
3908
3909       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3910           || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
3911         note_stores (PATTERN (p), record_initial);
3912
3913       /* Record any test of a biv that branches around the loop if no store
3914          between it and the start of loop.  We only care about tests with
3915          constants and registers and only certain of those.  */
3916       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
3917           && JUMP_LABEL (p) != 0
3918           && next_real_insn (JUMP_LABEL (p)) == next_real_insn (loop_end)
3919           && (test = get_condition_for_loop (p)) != 0
3920           && GET_CODE (XEXP (test, 0)) == REG
3921           && REGNO (XEXP (test, 0)) < max_reg_before_loop
3922           && (bl = reg_biv_class[REGNO (XEXP (test, 0))]) != 0
3923           && valid_initial_value_p (XEXP (test, 1), p, call_seen, loop_start)
3924           && bl->init_insn == 0)
3925         {
3926           /* If an NE test, we have an initial value!  */
3927           if (GET_CODE (test) == NE)
3928             {
3929               bl->init_insn = p;
3930               bl->init_set = gen_rtx_SET (VOIDmode,
3931                                           XEXP (test, 0), XEXP (test, 1));
3932             }
3933           else
3934             bl->initial_test = test;
3935         }
3936     }
3937
3938   /* Look at the each biv and see if we can say anything better about its
3939      initial value from any initializing insns set up above.  (This is done
3940      in two passes to avoid missing SETs in a PARALLEL.)  */
3941   for (backbl = &loop_iv_list; (bl = *backbl); backbl = &bl->next)
3942     {
3943       rtx src;
3944       rtx note;
3945
3946       if (! bl->init_insn)
3947         continue;
3948
3949       /* IF INIT_INSN has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note and the value
3950          is a constant, use the value of that.  */
3951       if (((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUAL, 0)) != NULL
3952            && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
3953           || ((note = find_reg_note (bl->init_insn, REG_EQUIV, 0)) != NULL
3954               && CONSTANT_P (XEXP (note, 0))))
3955         src = XEXP (note, 0);
3956       else
3957         src = SET_SRC (bl->init_set);
3958
3959       if (loop_dump_stream)
3960         fprintf (loop_dump_stream,
3961                  "Biv %d initialized at insn %d: initial value ",
3962                  bl->regno, INSN_UID (bl->init_insn));
3963
3964       if ((GET_MODE (src) == GET_MODE (regno_reg_rtx[bl->regno])
3965            || GET_MODE (src) == VOIDmode)
3966           && valid_initial_value_p (src, bl->init_insn, call_seen, loop_start))
3967         {
3968           bl->initial_value = src;
3969
3970           if (loop_dump_stream)
3971             {
3972               if (GET_CODE (src) == CONST_INT)
3973                 {
3974                   fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (src));
3975                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
3976                 }
3977               else
3978                 {
3979                   print_rtl (loop_dump_stream, src);
3980                   fprintf (loop_dump_stream, "\n");
3981                 }
3982             }
3983         }
3984       else
3985         {
3986           struct iv_class *bl2 = 0;
3987           rtx increment;
3988
3989           /* Biv initial value is not a simple move.  If it is the sum of
3990              another biv and a constant, check if both bivs are incremented
3991              in lockstep.  Then we are actually looking at a giv.
3992              For simplicity, we only handle the case where there is but a
3993              single increment, and the register is not used elsewhere.  */
3994           if (bl->biv_count == 1
3995               && bl->regno < max_reg_before_loop
3996               && uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
3997               && GET_CODE (src) == PLUS
3998               && GET_CODE (XEXP (src, 0)) == REG
3999               && CONSTANT_P (XEXP (src, 1))
4000               && ((increment = biv_total_increment (bl, loop_start, loop_end))
4001                   != NULL_RTX))
4002             {
4003               int regno = REGNO (XEXP (src, 0));
4004
4005               for (bl2 = loop_iv_list; bl2; bl2 = bl2->next)
4006                 if (bl2->regno == regno)
4007                   break;
4008             }
4009
4010           /* Now, can we transform this biv into a giv?  */
4011           if (bl2
4012               && bl2->biv_count == 1
4013               && rtx_equal_p (increment,
4014                               biv_total_increment (bl2, loop_start, loop_end))
4015               /* init_insn is only set to insns that are before loop_start
4016                  without any intervening labels.  */
4017               && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg,
4018                                       PREV_INSN (bl->init_insn), loop_start)
4019               /* The register from BL2 must be set before the register from
4020                  BL is set, or we must be able to move the latter set after
4021                  the former set.  Currently there can't be any labels
4022                  in-between when biv_toal_increment returns nonzero both times
4023                  but we test it here in case some day some real cfg analysis
4024                  gets used to set always_computable.  */
4025               && ((loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn)
4026                    && no_labels_between_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4027                   || (! reg_used_between_p (bl->biv->src_reg, bl->biv->insn,
4028                                             bl2->biv->insn)
4029                       && no_jumps_between_p (bl->biv->insn, bl2->biv->insn)))
4030               && validate_change (bl->biv->insn,
4031                                   &SET_SRC (single_set (bl->biv->insn)),
4032                                   copy_rtx (src), 0))
4033             {
4034               int loop_num = uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)];
4035               rtx dominator = loop_number_cont_dominator[loop_num];
4036               rtx giv = bl->biv->src_reg;
4037               rtx giv_insn = bl->biv->insn;
4038               rtx after_giv = NEXT_INSN (giv_insn);
4039
4040               if (loop_dump_stream)
4041                 fprintf (loop_dump_stream, "is giv of biv %d\n", bl2->regno);
4042               /* Let this giv be discovered by the generic code.  */
4043               REG_IV_TYPE (bl->regno) = UNKNOWN_INDUCT;
4044               /* We can get better optimization if we can move the giv setting
4045                  before the first giv use.  */
4046               if (dominator
4047                   && ! loop_insn_first_p (dominator, scan_start)
4048                   && ! reg_set_between_p (bl2->biv->src_reg, loop_start,
4049                                           dominator)
4050                   && ! reg_used_between_p (giv, loop_start, dominator)
4051                   && ! reg_used_between_p (giv, giv_insn, loop_end))
4052                 {
4053                   rtx p;
4054                   rtx next;
4055
4056                   for (next = NEXT_INSN (dominator); ; next = NEXT_INSN (next))
4057                     {
4058                       if ((GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) == 'i'
4059                            && (reg_mentioned_p (giv, PATTERN (next))
4060                                || reg_set_p (bl2->biv->src_reg, next)))
4061                           || GET_CODE (next) == JUMP_INSN)
4062                         break;
4063 #ifdef HAVE_cc0
4064                       if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (next)) != 'i'
4065                           || ! sets_cc0_p (PATTERN (next)))
4066 #endif
4067                         dominator = next;
4068                     }
4069                   if (loop_dump_stream)
4070                     fprintf (loop_dump_stream, "move after insn %d\n",
4071                              INSN_UID (dominator));
4072                   /* Avoid problems with luids by actually moving the insn
4073                      and adjusting all luids in the range.  */
4074                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, dominator);
4075                   for (p = dominator; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
4076                     p = PREV_INSN (p);
4077                   compute_luids (giv_insn, after_giv, INSN_LUID (p));
4078                   /* If the only purpose of the init insn is to initialize
4079                      this giv, delete it.  */
4080                   if (single_set (bl->init_insn)
4081                       && ! reg_used_between_p (giv, bl->init_insn, loop_start))
4082                     delete_insn (bl->init_insn);
4083                 }
4084               else if (! loop_insn_first_p (bl2->biv->insn, bl->biv->insn))
4085                 {
4086                   rtx p = PREV_INSN (giv_insn);
4087                   while (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
4088                     p = PREV_INSN (p);
4089                   reorder_insns (giv_insn, giv_insn, bl2->biv->insn);
4090                   compute_luids (after_giv, NEXT_INSN (giv_insn),
4091                                  INSN_LUID (p));
4092                 }
4093               /* Remove this biv from the chain.  */
4094               if (bl->next)
4095                 *bl = *bl->next;
4096               else
4097                 {
4098                   *backbl = 0;
4099                   break;
4100                 }
4101             }
4102
4103           /* If we can't make it a giv,
4104              let biv keep initial value of "itself".  */
4105           else if (loop_dump_stream)
4106             fprintf (loop_dump_stream, "is complex\n");
4107         }
4108     }
4109
4110   /* If a biv is unconditionally incremented several times in a row, convert
4111      all but the last increment into a giv.  */
4112
4113   /* Get an upper bound for the number of registers
4114      we might have after all bivs have been processed.  */
4115   first_increment_giv = max_reg_num ();
4116   for (n_extra_increment = 0, bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4117     n_extra_increment += bl->biv_count - 1;
4118
4119   /* If the loop contains volatile memory references do not allow any
4120      replacements to take place, since this could loose the volatile markers.  */
4121   if (n_extra_increment  && ! loop_has_volatile)
4122     {
4123       int nregs = first_increment_giv + n_extra_increment;
4124
4125       /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4126       VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4127       VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4128
4129       for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4130         {
4131           struct induction **vp, *v, *next;
4132           int biv_dead_after_loop = 0;
4133
4134           /* The biv increments lists are in reverse order.  Fix this first.  */
4135           for (v = bl->biv, bl->biv = 0; v; v = next)
4136             {
4137               next = v->next_iv;
4138               v->next_iv = bl->biv;
4139               bl->biv = v;
4140             }
4141
4142           /* We must guard against the case that an early exit between v->insn
4143              and next->insn leaves the biv live after the loop, since that
4144              would mean that we'd be missing an increment for the final
4145              value.  The following test to set biv_dead_after_loop is like
4146              the first part of the test to set bl->eliminable.
4147              We don't check here if we can calculate the final value, since
4148              this can't succeed if we already know that there is a jump
4149              between v->insn and next->insn, yet next->always_executed is
4150              set and next->maybe_multiple is cleared.  Such a combination
4151              implies that the jump destination is outside the loop.
4152              If we want to make this check more sophisticated, we should
4153              check each branch between v->insn and next->insn individually
4154              to see if the biv is dead at its destination.  */
4155
4156           if (uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4157               && bl->init_insn
4158               && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4159               && (uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)]
4160                   >= INSN_LUID (bl->init_insn))
4161 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4162               && ! bl->nonneg
4163 #endif
4164               && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4165             biv_dead_after_loop = 1;
4166
4167           for (vp = &bl->biv, next = *vp; v = next, next = v->next_iv;)
4168             {
4169               HOST_WIDE_INT offset;
4170               rtx set, add_val, old_reg, dest_reg, last_use_insn;
4171               int old_regno, new_regno;
4172
4173               if (! v->always_executed
4174                   || v->maybe_multiple
4175                   || GET_CODE (v->add_val) != CONST_INT
4176                   || ! next->always_executed
4177                   || next->maybe_multiple
4178                   || ! CONSTANT_P (next->add_val)
4179                   || ! (biv_dead_after_loop
4180                         || no_jumps_between_p (v->insn, next->insn)))
4181                 {
4182                   vp = &v->next_iv;
4183                   continue;
4184                 }
4185               offset = INTVAL (v->add_val);
4186               set = single_set (v->insn);
4187               add_val = plus_constant (next->add_val, offset);
4188               old_reg = v->dest_reg;
4189               dest_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4190
4191               /* Unlike reg_iv_type / reg_iv_info, the other three arrays
4192                  have been allocated with some slop space, so we may not
4193                  actually need to reallocate them.  If we do, the following
4194                  if statement will be executed just once in this loop.  */
4195               if ((unsigned) max_reg_num () > n_times_set->num_elements)
4196                 {
4197                   /* Grow all the remaining arrays.  */
4198                   VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
4199                   VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
4200                   VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
4201                 }
4202
4203               if (! validate_change (next->insn, next->location, add_val, 0))
4204                 {
4205                   vp = &v->next_iv;
4206                   continue;
4207                 }
4208
4209               /* Here we can try to eliminate the increment by combining
4210                  it into the uses.  */
4211
4212               /* Set last_use_insn so that we can check against it.  */
4213
4214               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4215                    p != next->insn;
4216                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4217                 {
4218                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4219                     continue;
4220                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4221                     {
4222                       last_use_insn = p;
4223                     }
4224                 }
4225
4226               /* If we can't get the LUIDs for the insns, we can't
4227                  calculate the lifetime.  This is likely from unrolling
4228                  of an inner loop, so there is little point in making this
4229                  a DEST_REG giv anyways.  */
4230               if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop
4231                   || INSN_UID (last_use_insn) >= max_uid_for_loop
4232                   || ! validate_change (v->insn, &SET_DEST (set), dest_reg, 0))
4233                 {
4234                   /* Change the increment at NEXT back to what it was.  */
4235                   if (! validate_change (next->insn, next->location,
4236                       next->add_val, 0))
4237                     abort ();
4238                   vp = &v->next_iv;
4239                   continue;
4240                 }
4241               next->add_val = add_val;
4242               v->dest_reg = dest_reg;
4243               v->giv_type = DEST_REG;
4244               v->location = &SET_SRC (set);
4245               v->cant_derive = 0;
4246               v->combined_with = 0;
4247               v->maybe_dead = 0;
4248               v->derive_adjustment = 0;
4249               v->same = 0;
4250               v->ignore = 0;
4251               v->new_reg = 0;
4252               v->final_value = 0;
4253               v->same_insn = 0;
4254               v->auto_inc_opt = 0;
4255               v->unrolled = 0;
4256               v->shared = 0;
4257               v->derived_from = 0;
4258               v->always_computable = 1;
4259               v->always_executed = 1;
4260               v->replaceable = 1;
4261               v->no_const_addval = 0;
4262
4263               old_regno = REGNO (old_reg);
4264               new_regno = REGNO (dest_reg);
4265               VARRAY_INT (set_in_loop, old_regno)--;
4266               VARRAY_INT (set_in_loop, new_regno) = 1;
4267               VARRAY_INT (n_times_set, old_regno)--;
4268               VARRAY_INT (n_times_set, new_regno) = 1;
4269               VARRAY_CHAR (may_not_optimize, new_regno) = 0;
4270
4271               REG_IV_TYPE (new_regno) = GENERAL_INDUCT;
4272               REG_IV_INFO (new_regno) = v;
4273
4274               /* Remove the increment from the list of biv increments,
4275                  and record it as a giv.  */
4276               *vp = next;
4277               bl->biv_count--;
4278               v->next_iv = bl->giv;
4279               bl->giv = v;
4280               bl->giv_count++;
4281               v->benefit = rtx_cost (SET_SRC (set), SET);
4282               bl->total_benefit += v->benefit;
4283
4284               /* Now replace the biv with DEST_REG in all insns between
4285                  the replaced increment and the next increment, and
4286                  remember the last insn that needed a replacement.  */
4287               for (last_use_insn = v->insn, p = NEXT_INSN (v->insn);
4288                    p != next->insn;
4289                    p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
4290                 {
4291                   rtx note;
4292
4293                   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
4294                     continue;
4295                   if (reg_mentioned_p (old_reg, PATTERN (p)))
4296                     {
4297                       last_use_insn = p;
4298                       if (! validate_replace_rtx (old_reg, dest_reg, p))
4299                         abort ();
4300                     }
4301                   for (note = REG_NOTES (p); note; note = XEXP (note, 1))
4302                     {
4303                       if (GET_CODE (note) == EXPR_LIST)
4304                         XEXP (note, 0)
4305                           = replace_rtx (XEXP (note, 0), old_reg, dest_reg);
4306                     }
4307                 }
4308
4309               v->last_use = last_use_insn;
4310               v->lifetime = INSN_LUID (v->insn) - INSN_LUID (last_use_insn);
4311               /* If the lifetime is zero, it means that this register is really
4312                  a dead store.  So mark this as a giv that can be ignored.
4313                  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
4314               if (v->lifetime == 0)
4315                 v->ignore = 1;
4316
4317               if (loop_dump_stream)
4318                 fprintf (loop_dump_stream,
4319                          "Increment %d of biv %d converted to giv %d.\n\n",
4320                          INSN_UID (v->insn), old_regno, new_regno);
4321             }
4322         }
4323     }
4324   last_increment_giv = max_reg_num () - 1;
4325
4326   /* Search the loop for general induction variables.  */
4327
4328   /* A register is a giv if: it is only set once, it is a function of a
4329      biv and a constant (or invariant), and it is not a biv.  */
4330
4331   not_every_iteration = 0;
4332   loop_depth = 0;
4333   p = scan_start;
4334   while (1)
4335     {
4336       p = NEXT_INSN (p);
4337       /* At end of a straight-in loop, we are done.
4338          At end of a loop entered at the bottom, scan the top.  */
4339       if (p == scan_start)
4340         break;
4341       if (p == end)
4342         {
4343           if (loop_top != 0)
4344             p = loop_top;
4345           else
4346             break;
4347           if (p == scan_start)
4348             break;
4349         }
4350
4351       /* Look for a general induction variable in a register.  */
4352       if (GET_CODE (p) == INSN
4353           && (set = single_set (p))
4354           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
4355           && ! VARRAY_CHAR (may_not_optimize, REGNO (SET_DEST (set))))
4356         {
4357           rtx src_reg;
4358           rtx add_val;
4359           rtx mult_val;
4360           int benefit;
4361           rtx regnote = 0;
4362           rtx last_consec_insn;
4363
4364           dest_reg = SET_DEST (set);
4365           if (REGNO (dest_reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
4366             continue;
4367
4368           if (/* SET_SRC is a giv.  */
4369               (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg, &add_val,
4370                                       &mult_val, 0, &benefit)
4371                /* Equivalent expression is a giv.  */
4372                || ((regnote = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
4373                    && general_induction_var (XEXP (regnote, 0), &src_reg,
4374                                              &add_val, &mult_val, 0,
4375                                              &benefit)))
4376               /* Don't try to handle any regs made by loop optimization.
4377                  We have nothing on them in regno_first_uid, etc.  */
4378               && REGNO (dest_reg) < max_reg_before_loop
4379               /* Don't recognize a BASIC_INDUCT_VAR here.  */
4380               && dest_reg != src_reg
4381               /* This must be the only place where the register is set.  */
4382               && (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) == 1
4383                   /* or all sets must be consecutive and make a giv.  */
4384                   || (benefit = consec_sets_giv (benefit, p,
4385                                                  src_reg, dest_reg,
4386                                                  &add_val, &mult_val,
4387                                                  &last_consec_insn))))
4388             {
4389               struct induction *v
4390                 = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
4391
4392               /* If this is a library call, increase benefit.  */
4393               if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
4394                 benefit += libcall_benefit (p);
4395
4396               /* Skip the consecutive insns, if there are any.  */
4397               if (VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) != 1)
4398                 p = last_consec_insn;
4399
4400               record_giv (v, p, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
4401                           DEST_REG, not_every_iteration, NULL_PTR, loop_start,
4402                           loop_end);
4403
4404             }
4405         }
4406
4407 #ifndef DONT_REDUCE_ADDR
4408       /* Look for givs which are memory addresses.  */
4409       /* This resulted in worse code on a VAX 8600.  I wonder if it
4410          still does.  */
4411       if (GET_CODE (p) == INSN)
4412         find_mem_givs (PATTERN (p), p, not_every_iteration, loop_start,
4413                        loop_end);
4414 #endif
4415
4416       /* Update the status of whether giv can derive other givs.  This can
4417          change when we pass a label or an insn that updates a biv.  */
4418       if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4419         || GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
4420         update_giv_derive (p);
4421
4422       /* Past a jump, we get to insns for which we can't count
4423          on whether they will be executed during each iteration.  */
4424       /* This code appears twice in strength_reduce.  There is also similar
4425          code in scan_loop.  */
4426       if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
4427           /* If we enter the loop in the middle, and scan around to the
4428              beginning, don't set not_every_iteration for that.
4429              This can be any kind of jump, since we want to know if insns
4430              will be executed if the loop is executed.  */
4431           && ! (JUMP_LABEL (p) == loop_top
4432                 && ((NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == loop_end && simplejump_p (p))
4433                     || (NEXT_INSN (p) == loop_end && condjump_p (p)))))
4434         {
4435           rtx label = 0;
4436
4437           /* If this is a jump outside the loop, then it also doesn't
4438              matter.  Check to see if the target of this branch is on the
4439              loop_number_exits_labels list.  */
4440
4441           for (label = loop_number_exit_labels[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]];
4442                label;
4443                label = LABEL_NEXTREF (label))
4444             if (XEXP (label, 0) == JUMP_LABEL (p))
4445               break;
4446
4447           if (! label)
4448             not_every_iteration = 1;
4449         }
4450
4451       else if (GET_CODE (p) == NOTE)
4452         {
4453           /* At the virtual top of a converted loop, insns are again known to
4454              be executed each iteration: logically, the loop begins here
4455              even though the exit code has been duplicated.
4456
4457              Insns are also again known to be executed each iteration at
4458              the LOOP_CONT note.  */
4459           if ((NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_VTOP
4460                || NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_CONT)
4461               && loop_depth == 0)
4462             not_every_iteration = 0;
4463           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_BEG)
4464             loop_depth++;
4465           else if (NOTE_LINE_NUMBER (p) == NOTE_INSN_LOOP_END)
4466             loop_depth--;
4467         }
4468
4469       /* Unlike in the code motion pass where MAYBE_NEVER indicates that
4470          an insn may never be executed, NOT_EVERY_ITERATION indicates whether
4471          or not an insn is known to be executed each iteration of the
4472          loop, whether or not any iterations are known to occur.
4473
4474          Therefore, if we have just passed a label and have no more labels
4475          between here and the test insn of the loop, we know these insns
4476          will be executed each iteration.  */
4477
4478       if (not_every_iteration && GET_CODE (p) == CODE_LABEL
4479           && no_labels_between_p (p, loop_end)
4480           && loop_insn_first_p (p, loop_cont))
4481         not_every_iteration = 0;
4482     }
4483
4484   /* Try to calculate and save the number of loop iterations.  This is
4485      set to zero if the actual number can not be calculated.  This must
4486      be called after all giv's have been identified, since otherwise it may
4487      fail if the iteration variable is a giv.  */
4488
4489   loop_iterations (loop_start, loop_end, loop_info);
4490
4491   /* Now for each giv for which we still don't know whether or not it is
4492      replaceable, check to see if it is replaceable because its final value
4493      can be calculated.  This must be done after loop_iterations is called,
4494      so that final_giv_value will work correctly.  */
4495
4496   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4497     {
4498       struct induction *v;
4499
4500       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4501         if (! v->replaceable && ! v->not_replaceable)
4502           check_final_value (v, loop_start, loop_end, loop_info->n_iterations);
4503     }
4504
4505   /* Try to prove that the loop counter variable (if any) is always
4506      nonnegative; if so, record that fact with a REG_NONNEG note
4507      so that "decrement and branch until zero" insn can be used.  */
4508   check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info);
4509
4510   /* Create reg_map to hold substitutions for replaceable giv regs.
4511      Some givs might have been made from biv increments, so look at
4512      reg_iv_type for a suitable size.  */
4513   reg_map_size = reg_iv_type->num_elements;
4514   reg_map = (rtx *) alloca (reg_map_size * sizeof (rtx));
4515   bzero ((char *) reg_map, reg_map_size * sizeof (rtx));
4516
4517   /* Examine each iv class for feasibility of strength reduction/induction
4518      variable elimination.  */
4519
4520   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
4521     {
4522       struct induction *v;
4523       int benefit;
4524       int all_reduced;
4525       rtx final_value = 0;
4526       unsigned nregs;
4527
4528       /* Test whether it will be possible to eliminate this biv
4529          provided all givs are reduced.  This is possible if either
4530          the reg is not used outside the loop, or we can compute
4531          what its final value will be.
4532
4533          For architectures with a decrement_and_branch_until_zero insn,
4534          don't do this if we put a REG_NONNEG note on the endtest for
4535          this biv.  */
4536
4537       /* Compare against bl->init_insn rather than loop_start.
4538          We aren't concerned with any uses of the biv between
4539          init_insn and loop_start since these won't be affected
4540          by the value of the biv elsewhere in the function, so
4541          long as init_insn doesn't use the biv itself.
4542          March 14, 1989 -- self@bayes.arc.nasa.gov */
4543
4544       if ((uid_luid[REGNO_LAST_UID (bl->regno)] < INSN_LUID (loop_end)
4545            && bl->init_insn
4546            && INSN_UID (bl->init_insn) < max_uid_for_loop
4547            && uid_luid[REGNO_FIRST_UID (bl->regno)] >= INSN_LUID (bl->init_insn)
4548 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4549            && ! bl->nonneg
4550 #endif
4551            && ! reg_mentioned_p (bl->biv->dest_reg, SET_SRC (bl->init_set)))
4552           || ((final_value = final_biv_value (bl, loop_start, loop_end,
4553                                               loop_info->n_iterations))
4554 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_until_zero
4555               && ! bl->nonneg
4556 #endif
4557               ))
4558         bl->eliminable = maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 0,
4559                                               threshold, insn_count);
4560       else
4561         {
4562           if (loop_dump_stream)
4563             {
4564               fprintf (loop_dump_stream,
4565                        "Cannot eliminate biv %d.\n",
4566                        bl->regno);
4567               fprintf (loop_dump_stream,
4568                        "First use: insn %d, last use: insn %d.\n",
4569                        REGNO_FIRST_UID (bl->regno),
4570                        REGNO_LAST_UID (bl->regno));
4571             }
4572         }
4573
4574       /* Combine all giv's for this iv_class.  */
4575       combine_givs (bl);
4576
4577       /* This will be true at the end, if all givs which depend on this
4578          biv have been strength reduced.
4579          We can't (currently) eliminate the biv unless this is so.  */
4580       all_reduced = 1;
4581
4582       /* Check each giv in this class to see if we will benefit by reducing
4583          it.  Skip giv's combined with others.  */
4584       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4585         {
4586           struct induction *tv;
4587
4588           if (v->ignore || v->same)
4589             continue;
4590
4591           benefit = v->benefit;
4592
4593           /* Reduce benefit if not replaceable, since we will insert
4594              a move-insn to replace the insn that calculates this giv.
4595              Don't do this unless the giv is a user variable, since it
4596              will often be marked non-replaceable because of the duplication
4597              of the exit code outside the loop.  In such a case, the copies
4598              we insert are dead and will be deleted.  So they don't have
4599              a cost.  Similar situations exist.  */
4600           /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
4601              of finding replaceable giv's, and hence this code may no longer
4602              be necessary.  */
4603           if (! v->replaceable && ! bl->eliminable
4604               && REG_USERVAR_P (v->dest_reg))
4605             benefit -= copy_cost;
4606
4607           /* Decrease the benefit to count the add-insns that we will
4608              insert to increment the reduced reg for the giv.  */
4609           benefit -= add_cost * bl->biv_count;
4610
4611           /* Decide whether to strength-reduce this giv or to leave the code
4612              unchanged (recompute it from the biv each time it is used).
4613              This decision can be made independently for each giv.  */
4614
4615 #ifdef AUTO_INC_DEC
4616           /* Attempt to guess whether autoincrement will handle some of the
4617              new add insns; if so, increase BENEFIT (undo the subtraction of
4618              add_cost that was done above).  */
4619           if (v->giv_type == DEST_ADDR
4620               && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT)
4621             {
4622               if (HAVE_POST_INCREMENT
4623                   && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4624                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4625               else if (HAVE_PRE_INCREMENT
4626                        && INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4627                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4628               else if (HAVE_POST_DECREMENT
4629                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4630                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4631               else if (HAVE_PRE_DECREMENT
4632                        && -INTVAL (v->mult_val) == GET_MODE_SIZE (v->mem_mode))
4633                 benefit += add_cost * bl->biv_count;
4634             }
4635 #endif
4636
4637           /* If an insn is not to be strength reduced, then set its ignore
4638              flag, and clear all_reduced.  */
4639
4640           /* A giv that depends on a reversed biv must be reduced if it is
4641              used after the loop exit, otherwise, it would have the wrong
4642              value after the loop exit.  To make it simple, just reduce all
4643              of such giv's whether or not we know they are used after the loop
4644              exit.  */
4645
4646           if ( ! flag_reduce_all_givs && v->lifetime * threshold * benefit < insn_count
4647               && ! bl->reversed )
4648             {
4649               if (loop_dump_stream)
4650                 fprintf (loop_dump_stream,
4651                          "giv of insn %d not worth while, %d vs %d.\n",
4652                          INSN_UID (v->insn),
4653                          v->lifetime * threshold * benefit, insn_count);
4654               v->ignore = 1;
4655               all_reduced = 0;
4656             }
4657           else
4658             {
4659               /* Check that we can increment the reduced giv without a
4660                  multiply insn.  If not, reject it.  */
4661
4662               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4663                 if (tv->mult_val == const1_rtx
4664                     && ! product_cheap_p (tv->add_val, v->mult_val))
4665                   {
4666                     if (loop_dump_stream)
4667                       fprintf (loop_dump_stream,
4668                                "giv of insn %d: would need a multiply.\n",
4669                                INSN_UID (v->insn));
4670                     v->ignore = 1;
4671                     all_reduced = 0;
4672                     break;
4673                   }
4674             }
4675         }
4676
4677       /* Check for givs whose first use is their definition and whose
4678          last use is the definition of another giv.  If so, it is likely
4679          dead and should not be used to derive another giv nor to
4680          eliminate a biv.  */
4681       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4682         {
4683           if (v->ignore
4684               || (v->same && v->same->ignore))
4685             continue;
4686
4687           if (v->last_use)
4688             {
4689               struct induction *v1;
4690
4691               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4692                 if (v->last_use == v1->insn)
4693                   v->maybe_dead = 1;
4694             }
4695           else if (v->giv_type == DEST_REG
4696               && REGNO_FIRST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v->insn))
4697             {
4698               struct induction *v1;
4699
4700               for (v1 = bl->giv; v1; v1 = v1->next_iv)
4701                 if (REGNO_LAST_UID (REGNO (v->dest_reg)) == INSN_UID (v1->insn))
4702                   v->maybe_dead = 1;
4703             }
4704         }
4705
4706       /* Now that we know which givs will be reduced, try to rearrange the
4707          combinations to reduce register pressure.
4708          recombine_givs calls find_life_end, which needs reg_iv_type and
4709          reg_iv_info to be valid for all pseudos.  We do the necessary
4710          reallocation here since it allows to check if there are still
4711          more bivs to process.  */
4712       nregs = max_reg_num ();
4713       if (nregs > reg_iv_type->num_elements)
4714         {
4715           /* If there are still more bivs to process, allocate some slack
4716              space so that we're not constantly reallocating these arrays.  */
4717           if (bl->next)
4718             nregs += nregs / 4;
4719           /* Reallocate reg_iv_type and reg_iv_info.  */
4720           VARRAY_GROW (reg_iv_type, nregs);
4721           VARRAY_GROW (reg_iv_info, nregs);
4722         }
4723       recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p);
4724
4725       /* Reduce each giv that we decided to reduce.  */
4726
4727       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4728         {
4729           struct induction *tv;
4730           if (! v->ignore && v->same == 0)
4731             {
4732               int auto_inc_opt = 0;
4733
4734               /* If the code for derived givs immediately below has already
4735                  allocated a new_reg, we must keep it.  */
4736               if (! v->new_reg)
4737                 v->new_reg = gen_reg_rtx (v->mode);
4738
4739               if (v->derived_from)
4740                 {
4741                   struct induction *d = v->derived_from;
4742
4743                   /* In case d->dest_reg is not replaceable, we have
4744                      to replace it in v->insn now.  */
4745                   if (! d->new_reg)
4746                     d->new_reg = gen_reg_rtx (d->mode);
4747                   PATTERN (v->insn)
4748                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), d->dest_reg, d->new_reg);
4749                   PATTERN (v->insn)
4750                     = replace_rtx (PATTERN (v->insn), v->dest_reg, v->new_reg);
4751                   if (bl->biv_count != 1)
4752                     {
4753                       /* For each place where the biv is incremented, add an
4754                          insn to set the new, reduced reg for the giv.  */
4755                       for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4756                         {
4757                           /* We always emit reduced giv increments before the
4758                              biv increment when bl->biv_count != 1.  So by
4759                              emitting the add insns for derived givs after the
4760                              biv increment, they pick up the updated value of
4761                              the reduced giv.  */
4762                           emit_insn_after (copy_rtx (PATTERN (v->insn)),
4763                                            tv->insn);
4764
4765                         }
4766                     }
4767                   continue;
4768                 }
4769
4770 #ifdef AUTO_INC_DEC
4771               /* If the target has auto-increment addressing modes, and
4772                  this is an address giv, then try to put the increment
4773                  immediately after its use, so that flow can create an
4774                  auto-increment addressing mode.  */
4775               if (v->giv_type == DEST_ADDR && bl->biv_count == 1
4776                   && bl->biv->always_executed && ! bl->biv->maybe_multiple
4777                   /* We don't handle reversed biv's because bl->biv->insn
4778                      does not have a valid INSN_LUID.  */
4779                   && ! bl->reversed
4780                   && v->always_executed && ! v->maybe_multiple
4781                   && INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
4782                 {
4783                   /* If other giv's have been combined with this one, then
4784                      this will work only if all uses of the other giv's occur
4785                      before this giv's insn.  This is difficult to check.
4786
4787                      We simplify this by looking for the common case where
4788                      there is one DEST_REG giv, and this giv's insn is the
4789                      last use of the dest_reg of that DEST_REG giv.  If the
4790                      increment occurs after the address giv, then we can
4791                      perform the optimization.  (Otherwise, the increment
4792                      would have to go before other_giv, and we would not be
4793                      able to combine it with the address giv to get an
4794                      auto-inc address.)  */
4795                   if (v->combined_with)
4796                     {
4797                       struct induction *other_giv = 0;
4798
4799                       for (tv = bl->giv; tv; tv = tv->next_iv)
4800                         if (tv->same == v)
4801                           {
4802                             if (other_giv)
4803                               break;
4804                             else
4805                               other_giv = tv;
4806                           }
4807                       if (! tv && other_giv
4808                           && REGNO (other_giv->dest_reg) < max_reg_before_loop
4809                           && (REGNO_LAST_UID (REGNO (other_giv->dest_reg))
4810                               == INSN_UID (v->insn))
4811                           && INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (bl->biv->insn))
4812                         auto_inc_opt = 1;
4813                     }
4814                   /* Check for case where increment is before the address
4815                      giv.  Do this test in "loop order".  */
4816                   else if ((INSN_LUID (v->insn) > INSN_LUID (bl->biv->insn)
4817                             && (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4818                                 || (INSN_LUID (bl->biv->insn)
4819                                     > INSN_LUID (scan_start))))
4820                            || (INSN_LUID (v->insn) < INSN_LUID (scan_start)
4821                                && (INSN_LUID (scan_start)
4822                                    < INSN_LUID (bl->biv->insn))))
4823                     auto_inc_opt = -1;
4824                   else
4825                     auto_inc_opt = 1;
4826
4827 #ifdef HAVE_cc0
4828                   {
4829                     rtx prev;
4830
4831                     /* We can't put an insn immediately after one setting
4832                        cc0, or immediately before one using cc0.  */
4833                     if ((auto_inc_opt == 1 && sets_cc0_p (PATTERN (v->insn)))
4834                         || (auto_inc_opt == -1
4835                             && (prev = prev_nonnote_insn (v->insn)) != 0
4836                             && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (prev)) == 'i'
4837                             && sets_cc0_p (PATTERN (prev))))
4838                       auto_inc_opt = 0;
4839                   }
4840 #endif
4841
4842                   if (auto_inc_opt)
4843                     v->auto_inc_opt = 1;
4844                 }
4845 #endif
4846
4847               /* For each place where the biv is incremented, add an insn
4848                  to increment the new, reduced reg for the giv.  */
4849               for (tv = bl->biv; tv; tv = tv->next_iv)
4850                 {
4851                   rtx insert_before;
4852
4853                   if (! auto_inc_opt)
4854                     insert_before = tv->insn;
4855                   else if (auto_inc_opt == 1)
4856                     insert_before = NEXT_INSN (v->insn);
4857                   else
4858                     insert_before = v->insn;
4859
4860                   if (tv->mult_val == const1_rtx)
4861                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4862                                       v->new_reg, v->new_reg, insert_before);
4863                   else /* tv->mult_val == const0_rtx */
4864                     /* A multiply is acceptable here
4865                        since this is presumed to be seldom executed.  */
4866                     emit_iv_add_mult (tv->add_val, v->mult_val,
4867                                       v->add_val, v->new_reg, insert_before);
4868                 }
4869
4870               /* Add code at loop start to initialize giv's reduced reg.  */
4871
4872               emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4873                                 v->add_val, v->new_reg, loop_start);
4874             }
4875         }
4876
4877       /* Rescan all givs.  If a giv is the same as a giv not reduced, mark it
4878          as not reduced.
4879
4880          For each giv register that can be reduced now: if replaceable,
4881          substitute reduced reg wherever the old giv occurs;
4882          else add new move insn "giv_reg = reduced_reg".  */
4883
4884       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4885         {
4886           if (v->same && v->same->ignore)
4887             v->ignore = 1;
4888
4889           if (v->ignore)
4890             continue;
4891
4892           /* Update expression if this was combined, in case other giv was
4893              replaced.  */
4894           if (v->same)
4895             v->new_reg = replace_rtx (v->new_reg,
4896                                       v->same->dest_reg, v->same->new_reg);
4897
4898           if (v->giv_type == DEST_ADDR)
4899             /* Store reduced reg as the address in the memref where we found
4900                this giv.  */
4901             validate_change (v->insn, v->location, v->new_reg, 0);
4902           else if (v->replaceable)
4903             {
4904               reg_map[REGNO (v->dest_reg)] = v->new_reg;
4905
4906 #if 0
4907               /* I can no longer duplicate the original problem.  Perhaps
4908                  this is unnecessary now?  */
4909
4910               /* Replaceable; it isn't strictly necessary to delete the old
4911                  insn and emit a new one, because v->dest_reg is now dead.
4912
4913                  However, especially when unrolling loops, the special
4914                  handling for (set REG0 REG1) in the second cse pass may
4915                  make v->dest_reg live again.  To avoid this problem, emit
4916                  an insn to set the original giv reg from the reduced giv.
4917                  We can not delete the original insn, since it may be part
4918                  of a LIBCALL, and the code in flow that eliminates dead
4919                  libcalls will fail if it is deleted.  */
4920               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4921                                v->insn);
4922 #endif
4923             }
4924           else
4925             {
4926               /* Not replaceable; emit an insn to set the original giv reg from
4927                  the reduced giv, same as above.  */
4928               emit_insn_after (gen_move_insn (v->dest_reg, v->new_reg),
4929                                v->insn);
4930             }
4931
4932           /* When a loop is reversed, givs which depend on the reversed
4933              biv, and which are live outside the loop, must be set to their
4934              correct final value.  This insn is only needed if the giv is
4935              not replaceable.  The correct final value is the same as the
4936              value that the giv starts the reversed loop with.  */
4937           if (bl->reversed && ! v->replaceable)
4938             emit_iv_add_mult (bl->initial_value, v->mult_val,
4939                               v->add_val, v->dest_reg, end_insert_before);
4940           else if (v->final_value)
4941             {
4942               rtx insert_before;
4943
4944               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
4945                  loop to ensure that it will always be executed no matter
4946                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the loop,
4947                  since this is slightly more efficient.  */
4948               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
4949                 insert_before = loop_start;
4950               else
4951                 insert_before = end_insert_before;
4952               emit_insn_before (gen_move_insn (v->dest_reg, v->final_value),
4953                                 insert_before);
4954
4955 #if 0
4956               /* If the insn to set the final value of the giv was emitted
4957                  before the loop, then we must delete the insn inside the loop
4958                  that sets it.  If this is a LIBCALL, then we must delete
4959                  every insn in the libcall.  Note, however, that
4960                  final_giv_value will only succeed when there are multiple
4961                  exits if the giv is dead at each exit, hence it does not
4962                  matter that the original insn remains because it is dead
4963                  anyways.  */
4964               /* Delete the insn inside the loop that sets the giv since
4965                  the giv is now set before (or after) the loop.  */
4966               delete_insn (v->insn);
4967 #endif
4968             }
4969
4970           if (loop_dump_stream)
4971             {
4972               fprintf (loop_dump_stream, "giv at %d reduced to ",
4973                        INSN_UID (v->insn));
4974               print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
4975               fprintf (loop_dump_stream, "\n");
4976             }
4977         }
4978
4979       /* All the givs based on the biv bl have been reduced if they
4980          merit it.  */
4981
4982       /* For each giv not marked as maybe dead that has been combined with a
4983          second giv, clear any "maybe dead" mark on that second giv.
4984          v->new_reg will either be or refer to the register of the giv it
4985          combined with.
4986
4987          Doing this clearing avoids problems in biv elimination where a
4988          giv's new_reg is a complex value that can't be put in the insn but
4989          the giv combined with (with a reg as new_reg) is marked maybe_dead.
4990          Since the register will be used in either case, we'd prefer it be
4991          used from the simpler giv.  */
4992
4993       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
4994         if (! v->maybe_dead && v->same)
4995           v->same->maybe_dead = 0;
4996
4997       /* Try to eliminate the biv, if it is a candidate.
4998          This won't work if ! all_reduced,
4999          since the givs we planned to use might not have been reduced.
5000
5001          We have to be careful that we didn't initially think we could eliminate
5002          this biv because of a giv that we now think may be dead and shouldn't
5003          be used as a biv replacement.
5004
5005          Also, there is the possibility that we may have a giv that looks
5006          like it can be used to eliminate a biv, but the resulting insn
5007          isn't valid.  This can happen, for example, on the 88k, where a
5008          JUMP_INSN can compare a register only with zero.  Attempts to
5009          replace it with a compare with a constant will fail.
5010
5011          Note that in cases where this call fails, we may have replaced some
5012          of the occurrences of the biv with a giv, but no harm was done in
5013          doing so in the rare cases where it can occur.  */
5014
5015       if (all_reduced == 1 && bl->eliminable
5016           && maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, 1,
5017                                   threshold, insn_count))
5018
5019         {
5020           /* ?? If we created a new test to bypass the loop entirely,
5021              or otherwise drop straight in, based on this test, then
5022              we might want to rewrite it also.  This way some later
5023              pass has more hope of removing the initialization of this
5024              biv entirely.  */
5025
5026           /* If final_value != 0, then the biv may be used after loop end
5027              and we must emit an insn to set it just in case.
5028
5029              Reversed bivs already have an insn after the loop setting their
5030              value, so we don't need another one.  We can't calculate the
5031              proper final value for such a biv here anyways.  */
5032           if (final_value != 0 && ! bl->reversed)
5033             {
5034               rtx insert_before;
5035
5036               /* If the loop has multiple exits, emit the insn before the
5037                  loop to ensure that it will always be executed no matter
5038                  how the loop exits.  Otherwise, emit the insn after the
5039                  loop, since this is slightly more efficient.  */
5040               if (loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
5041                 insert_before = loop_start;
5042               else
5043                 insert_before = end_insert_before;
5044
5045               emit_insn_before (gen_move_insn (bl->biv->dest_reg, final_value),
5046                                 end_insert_before);
5047             }
5048
5049 #if 0
5050           /* Delete all of the instructions inside the loop which set
5051              the biv, as they are all dead.  If is safe to delete them,
5052              because an insn setting a biv will never be part of a libcall.  */
5053           /* However, deleting them will invalidate the regno_last_uid info,
5054              so keeping them around is more convenient.  Final_biv_value
5055              will only succeed when there are multiple exits if the biv
5056              is dead at each exit, hence it does not matter that the original
5057              insn remains, because it is dead anyways.  */
5058           for (v = bl->biv; v; v = v->next_iv)
5059             delete_insn (v->insn);
5060 #endif
5061
5062           if (loop_dump_stream)
5063             fprintf (loop_dump_stream, "Reg %d: biv eliminated\n",
5064                      bl->regno);
5065         }
5066     }
5067
5068   /* Go through all the instructions in the loop, making all the
5069      register substitutions scheduled in REG_MAP.  */
5070
5071   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
5072     if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5073         || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5074       {
5075         replace_regs (PATTERN (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5076         replace_regs (REG_NOTES (p), reg_map, reg_map_size, 0);
5077         INSN_CODE (p) = -1;
5078       }
5079
5080   /* Unroll loops from within strength reduction so that we can use the
5081      induction variable information that strength_reduce has already
5082      collected.  */
5083
5084   if (unroll_p)
5085     unroll_loop (loop_end, insn_count, loop_start, end_insert_before,
5086                  loop_info, 1);
5087
5088 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
5089   /* Instrument the loop with BCT insn.  */
5090   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count && bct_p
5091       && flag_branch_on_count_reg)
5092     insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info);
5093 #endif  /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
5094
5095   if (loop_dump_stream)
5096     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5097   VARRAY_FREE (reg_iv_type);
5098   VARRAY_FREE (reg_iv_info);
5099 }
5100 \f
5101 /* Return 1 if X is a valid source for an initial value (or as value being
5102    compared against in an initial test).
5103
5104    X must be either a register or constant and must not be clobbered between
5105    the current insn and the start of the loop.
5106
5107    INSN is the insn containing X.  */
5108
5109 static int
5110 valid_initial_value_p (x, insn, call_seen, loop_start)
5111      rtx x;
5112      rtx insn;
5113      int call_seen;
5114      rtx loop_start;
5115 {
5116   if (CONSTANT_P (x))
5117     return 1;
5118
5119   /* Only consider pseudos we know about initialized in insns whose luids
5120      we know.  */
5121   if (GET_CODE (x) != REG
5122       || REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
5123     return 0;
5124
5125   /* Don't use call-clobbered registers across a call which clobbers it.  On
5126      some machines, don't use any hard registers at all.  */
5127   if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
5128       && (SMALL_REGISTER_CLASSES
5129           || (call_used_regs[REGNO (x)] && call_seen)))
5130     return 0;
5131
5132   /* Don't use registers that have been clobbered before the start of the
5133      loop.  */
5134   if (reg_set_between_p (x, insn, loop_start))
5135     return 0;
5136
5137   return 1;
5138 }
5139 \f
5140 /* Scan X for memory refs and check each memory address
5141    as a possible giv.  INSN is the insn whose pattern X comes from.
5142    NOT_EVERY_ITERATION is 1 if the insn might not be executed during
5143    every loop iteration.  */
5144
5145 static void
5146 find_mem_givs (x, insn, not_every_iteration, loop_start, loop_end)
5147      rtx x;
5148      rtx insn;
5149      int not_every_iteration;
5150      rtx loop_start, loop_end;
5151 {
5152   register int i, j;
5153   register enum rtx_code code;
5154   register char *fmt;
5155
5156   if (x == 0)
5157     return;
5158
5159   code = GET_CODE (x);
5160   switch (code)
5161     {
5162     case REG:
5163     case CONST_INT:
5164     case CONST:
5165     case CONST_DOUBLE:
5166     case SYMBOL_REF:
5167     case LABEL_REF:
5168     case PC:
5169     case CC0:
5170     case ADDR_VEC:
5171     case ADDR_DIFF_VEC:
5172     case USE:
5173     case CLOBBER:
5174       return;
5175
5176     case MEM:
5177       {
5178         rtx src_reg;
5179         rtx add_val;
5180         rtx mult_val;
5181         int benefit;
5182
5183         /* This code used to disable creating GIVs with mult_val == 1 and
5184            add_val == 0.  However, this leads to lost optimizations when
5185            it comes time to combine a set of related DEST_ADDR GIVs, since
5186            this one would not be seen.   */
5187
5188         if (general_induction_var (XEXP (x, 0), &src_reg, &add_val,
5189                                    &mult_val, 1, &benefit))
5190           {
5191             /* Found one; record it.  */
5192             struct induction *v
5193               = (struct induction *) oballoc (sizeof (struct induction));
5194
5195             record_giv (v, insn, src_reg, addr_placeholder, mult_val,
5196                         add_val, benefit, DEST_ADDR, not_every_iteration,
5197                         &XEXP (x, 0), loop_start, loop_end);
5198
5199             v->mem_mode = GET_MODE (x);
5200           }
5201       }
5202       return;
5203
5204     default:
5205       break;
5206     }
5207
5208   /* Recursively scan the subexpressions for other mem refs.  */
5209
5210   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5211   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
5212     if (fmt[i] == 'e')
5213       find_mem_givs (XEXP (x, i), insn, not_every_iteration, loop_start,
5214                      loop_end);
5215     else if (fmt[i] == 'E')
5216       for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5217         find_mem_givs (XVECEXP (x, i, j), insn, not_every_iteration,
5218                        loop_start, loop_end);
5219 }
5220 \f
5221 /* Fill in the data about one biv update.
5222    V is the `struct induction' in which we record the biv.  (It is
5223    allocated by the caller, with alloca.)
5224    INSN is the insn that sets it.
5225    DEST_REG is the biv's reg.
5226
5227    MULT_VAL is const1_rtx if the biv is being incremented here, in which case
5228    INC_VAL is the increment.  Otherwise, MULT_VAL is const0_rtx and the biv is
5229    being set to INC_VAL.
5230
5231    NOT_EVERY_ITERATION is nonzero if this biv update is not know to be
5232    executed every iteration; MAYBE_MULTIPLE is nonzero if this biv update
5233    can be executed more than once per iteration.  If MAYBE_MULTIPLE
5234    and NOT_EVERY_ITERATION are both zero, we know that the biv update is
5235    executed exactly once per iteration.  */
5236
5237 static void
5238 record_biv (v, insn, dest_reg, inc_val, mult_val, location,
5239             not_every_iteration, maybe_multiple)
5240      struct induction *v;
5241      rtx insn;
5242      rtx dest_reg;
5243      rtx inc_val;
5244      rtx mult_val;
5245      rtx *location;
5246      int not_every_iteration;
5247      int maybe_multiple;
5248 {
5249   struct iv_class *bl;
5250
5251   v->insn = insn;
5252   v->src_reg = dest_reg;
5253   v->dest_reg = dest_reg;
5254   v->mult_val = mult_val;
5255   v->add_val = inc_val;
5256   v->location = location;
5257   v->mode = GET_MODE (dest_reg);
5258   v->always_computable = ! not_every_iteration;
5259   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5260   v->maybe_multiple = maybe_multiple;
5261
5262   /* Add this to the reg's iv_class, creating a class
5263      if this is the first incrementation of the reg.  */
5264
5265   bl = reg_biv_class[REGNO (dest_reg)];
5266   if (bl == 0)
5267     {
5268       /* Create and initialize new iv_class.  */
5269
5270       bl = (struct iv_class *) oballoc (sizeof (struct iv_class));
5271
5272       bl->regno = REGNO (dest_reg);
5273       bl->biv = 0;
5274       bl->giv = 0;
5275       bl->biv_count = 0;
5276       bl->giv_count = 0;
5277
5278       /* Set initial value to the reg itself.  */
5279       bl->initial_value = dest_reg;
5280       /* We haven't seen the initializing insn yet */
5281       bl->init_insn = 0;
5282       bl->init_set = 0;
5283       bl->initial_test = 0;
5284       bl->incremented = 0;
5285       bl->eliminable = 0;
5286       bl->nonneg = 0;
5287       bl->reversed = 0;
5288       bl->total_benefit = 0;
5289
5290       /* Add this class to loop_iv_list.  */
5291       bl->next = loop_iv_list;
5292       loop_iv_list = bl;
5293
5294       /* Put it in the array of biv register classes.  */
5295       reg_biv_class[REGNO (dest_reg)] = bl;
5296     }
5297
5298   /* Update IV_CLASS entry for this biv.  */
5299   v->next_iv = bl->biv;
5300   bl->biv = v;
5301   bl->biv_count++;
5302   if (mult_val == const1_rtx)
5303     bl->incremented = 1;
5304
5305   if (loop_dump_stream)
5306     {
5307       fprintf (loop_dump_stream,
5308                "Insn %d: possible biv, reg %d,",
5309                INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5310       if (GET_CODE (inc_val) == CONST_INT)
5311         {
5312           fprintf (loop_dump_stream, " const =");
5313           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (inc_val));
5314           fputc ('\n', loop_dump_stream);
5315         }
5316       else
5317         {
5318           fprintf (loop_dump_stream, " const = ");
5319           print_rtl (loop_dump_stream, inc_val);
5320           fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5321         }
5322     }
5323 }
5324 \f
5325 /* Fill in the data about one giv.
5326    V is the `struct induction' in which we record the giv.  (It is
5327    allocated by the caller, with alloca.)
5328    INSN is the insn that sets it.
5329    BENEFIT estimates the savings from deleting this insn.
5330    TYPE is DEST_REG or DEST_ADDR; it says whether the giv is computed
5331    into a register or is used as a memory address.
5332
5333    SRC_REG is the biv reg which the giv is computed from.
5334    DEST_REG is the giv's reg (if the giv is stored in a reg).
5335    MULT_VAL and ADD_VAL are the coefficients used to compute the giv.
5336    LOCATION points to the place where this giv's value appears in INSN.  */
5337
5338 static void
5339 record_giv (v, insn, src_reg, dest_reg, mult_val, add_val, benefit,
5340             type, not_every_iteration, location, loop_start, loop_end)
5341      struct induction *v;
5342      rtx insn;
5343      rtx src_reg;
5344      rtx dest_reg;
5345      rtx mult_val, add_val;
5346      int benefit;
5347      enum g_types type;
5348      int not_every_iteration;
5349      rtx *location;
5350      rtx loop_start, loop_end;
5351 {
5352   struct induction *b;
5353   struct iv_class *bl;
5354   rtx set = single_set (insn);
5355
5356   v->insn = insn;
5357   v->src_reg = src_reg;
5358   v->giv_type = type;
5359   v->dest_reg = dest_reg;
5360   v->mult_val = mult_val;
5361   v->add_val = add_val;
5362   v->benefit = benefit;
5363   v->location = location;
5364   v->cant_derive = 0;
5365   v->combined_with = 0;
5366   v->maybe_multiple = 0;
5367   v->maybe_dead = 0;
5368   v->derive_adjustment = 0;
5369   v->same = 0;
5370   v->ignore = 0;
5371   v->new_reg = 0;
5372   v->final_value = 0;
5373   v->same_insn = 0;
5374   v->auto_inc_opt = 0;
5375   v->unrolled = 0;
5376   v->shared = 0;
5377   v->derived_from = 0;
5378   v->last_use = 0;
5379
5380   /* The v->always_computable field is used in update_giv_derive, to
5381      determine whether a giv can be used to derive another giv.  For a
5382      DEST_REG giv, INSN computes a new value for the giv, so its value
5383      isn't computable if INSN insn't executed every iteration.
5384      However, for a DEST_ADDR giv, INSN merely uses the value of the giv;
5385      it does not compute a new value.  Hence the value is always computable
5386      regardless of whether INSN is executed each iteration.  */
5387
5388   if (type == DEST_ADDR)
5389     v->always_computable = 1;
5390   else
5391     v->always_computable = ! not_every_iteration;
5392
5393   v->always_executed = ! not_every_iteration;
5394
5395   if (type == DEST_ADDR)
5396     {
5397       v->mode = GET_MODE (*location);
5398       v->lifetime = 1;
5399     }
5400   else /* type == DEST_REG */
5401     {
5402       v->mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
5403
5404       v->lifetime = (uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))]
5405                      - uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))]);
5406
5407       /* If the lifetime is zero, it means that this register is
5408          really a dead store.  So mark this as a giv that can be
5409          ignored.  This will not prevent the biv from being eliminated.  */
5410       if (v->lifetime == 0)
5411         v->ignore = 1;
5412
5413       REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
5414       REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
5415     }
5416
5417   /* Add the giv to the class of givs computed from one biv.  */
5418
5419   bl = reg_biv_class[REGNO (src_reg)];
5420   if (bl)
5421     {
5422       v->next_iv = bl->giv;
5423       bl->giv = v;
5424       /* Don't count DEST_ADDR.  This is supposed to count the number of
5425          insns that calculate givs.  */
5426       if (type == DEST_REG)
5427         bl->giv_count++;
5428       bl->total_benefit += benefit;
5429     }
5430   else
5431     /* Fatal error, biv missing for this giv?  */
5432     abort ();
5433
5434   if (type == DEST_ADDR)
5435     v->replaceable = 1;
5436   else
5437     {
5438       /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5439          of the following conditions are true:
5440          - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5441            on which the giv is used at all
5442            (there are two ways to deduce this:
5443             either the insn is executed on every iteration,
5444             or all uses follow that insn in the same basic block),
5445          - the giv is not used outside the loop
5446          - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5447
5448       if (REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg)) == INSN_UID (insn)
5449           /* Previous line always fails if INSN was moved by loop opt.  */
5450           && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))] < INSN_LUID (loop_end)
5451           && (! not_every_iteration
5452               || last_use_this_basic_block (dest_reg, insn)))
5453         {
5454           /* Now check that there are no assignments to the biv within the
5455              giv's lifetime.  This requires two separate checks.  */
5456
5457           /* Check each biv update, and fail if any are between the first
5458              and last use of the giv.
5459
5460              If this loop contains an inner loop that was unrolled, then
5461              the insn modifying the biv may have been emitted by the loop
5462              unrolling code, and hence does not have a valid luid.  Just
5463              mark the biv as not replaceable in this case.  It is not very
5464              useful as a biv, because it is used in two different loops.
5465              It is very unlikely that we would be able to optimize the giv
5466              using this biv anyways.  */
5467
5468           v->replaceable = 1;
5469           for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5470             {
5471               if (INSN_UID (b->insn) >= max_uid_for_loop
5472                   || ((uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5473                        >= uid_luid[REGNO_FIRST_UID (REGNO (dest_reg))])
5474                       && (uid_luid[INSN_UID (b->insn)]
5475                           <= uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (dest_reg))])))
5476                 {
5477                   v->replaceable = 0;
5478                   v->not_replaceable = 1;
5479                   break;
5480                 }
5481             }
5482
5483           /* If there are any backwards branches that go from after the
5484              biv update to before it, then this giv is not replaceable.  */
5485           if (v->replaceable)
5486             for (b = bl->biv; b; b = b->next_iv)
5487               if (back_branch_in_range_p (b->insn, loop_start, loop_end))
5488                 {
5489                   v->replaceable = 0;
5490                   v->not_replaceable = 1;
5491                   break;
5492                 }
5493         }
5494       else
5495         {
5496           /* May still be replaceable, we don't have enough info here to
5497              decide.  */
5498           v->replaceable = 0;
5499           v->not_replaceable = 0;
5500         }
5501     }
5502
5503   /* Record whether the add_val contains a const_int, for later use by
5504      combine_givs.  */
5505   {
5506     rtx tem = add_val;
5507
5508     v->no_const_addval = 1;
5509     if (tem == const0_rtx)
5510       ;
5511     else if (GET_CODE (tem) == CONST_INT)
5512       v->no_const_addval = 0;
5513     else if (GET_CODE (tem) == PLUS)
5514       {
5515         while (1)
5516           {
5517             if (GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS)
5518               tem = XEXP (tem, 0);
5519             else if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == PLUS)
5520               tem = XEXP (tem, 1);
5521             else
5522               break;
5523           }
5524         if (GET_CODE (XEXP (tem, 1)) == CONST_INT)
5525           v->no_const_addval = 0;
5526       }
5527   }
5528
5529   if (loop_dump_stream)
5530     {
5531       if (type == DEST_REG)
5532         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d",
5533                  INSN_UID (insn), REGNO (dest_reg));
5534       else
5535         fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: dest address",
5536                  INSN_UID (insn));
5537
5538       fprintf (loop_dump_stream, " src reg %d benefit %d",
5539                REGNO (src_reg), v->benefit);
5540       fprintf (loop_dump_stream, " lifetime %d",
5541                v->lifetime);
5542
5543       if (v->replaceable)
5544         fprintf (loop_dump_stream, " replaceable");
5545
5546       if (v->no_const_addval)
5547         fprintf (loop_dump_stream, " ncav");
5548
5549       if (GET_CODE (mult_val) == CONST_INT)
5550         {
5551           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5552           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (mult_val));
5553         }
5554       else
5555         {
5556           fprintf (loop_dump_stream, " mult ");
5557           print_rtl (loop_dump_stream, mult_val);
5558         }
5559
5560       if (GET_CODE (add_val) == CONST_INT)
5561         {
5562           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5563           fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, INTVAL (add_val));
5564         }
5565       else
5566         {
5567           fprintf (loop_dump_stream, " add ");
5568           print_rtl (loop_dump_stream, add_val);
5569         }
5570     }
5571
5572   if (loop_dump_stream)
5573     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
5574
5575 }
5576
5577
5578 /* All this does is determine whether a giv can be made replaceable because
5579    its final value can be calculated.  This code can not be part of record_giv
5580    above, because final_giv_value requires that the number of loop iterations
5581    be known, and that can not be accurately calculated until after all givs
5582    have been identified.  */
5583
5584 static void
5585 check_final_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations)
5586      struct induction *v;
5587      rtx loop_start, loop_end;
5588      unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
5589 {
5590   struct iv_class *bl;
5591   rtx final_value = 0;
5592
5593   bl = reg_biv_class[REGNO (v->src_reg)];
5594
5595   /* DEST_ADDR givs will never reach here, because they are always marked
5596      replaceable above in record_giv.  */
5597
5598   /* The giv can be replaced outright by the reduced register only if all
5599      of the following conditions are true:
5600      - the insn that sets the giv is always executed on any iteration
5601        on which the giv is used at all
5602        (there are two ways to deduce this:
5603         either the insn is executed on every iteration,
5604         or all uses follow that insn in the same basic block),
5605      - its final value can be calculated (this condition is different
5606        than the one above in record_giv)
5607      - no assignments to the biv occur during the giv's lifetime.  */
5608
5609 #if 0
5610   /* This is only called now when replaceable is known to be false.  */
5611   /* Clear replaceable, so that it won't confuse final_giv_value.  */
5612   v->replaceable = 0;
5613 #endif
5614
5615   if ((final_value = final_giv_value (v, loop_start, loop_end, n_iterations))
5616       && (v->always_computable || last_use_this_basic_block (v->dest_reg, v->insn)))
5617     {
5618       int biv_increment_seen = 0;
5619       rtx p = v->insn;
5620       rtx last_giv_use;
5621
5622       v->replaceable = 1;
5623
5624       /* When trying to determine whether or not a biv increment occurs
5625          during the lifetime of the giv, we can ignore uses of the variable
5626          outside the loop because final_value is true.  Hence we can not
5627          use regno_last_uid and regno_first_uid as above in record_giv.  */
5628
5629       /* Search the loop to determine whether any assignments to the
5630          biv occur during the giv's lifetime.  Start with the insn
5631          that sets the giv, and search around the loop until we come
5632          back to that insn again.
5633
5634          Also fail if there is a jump within the giv's lifetime that jumps
5635          to somewhere outside the lifetime but still within the loop.  This
5636          catches spaghetti code where the execution order is not linear, and
5637          hence the above test fails.  Here we assume that the giv lifetime
5638          does not extend from one iteration of the loop to the next, so as
5639          to make the test easier.  Since the lifetime isn't known yet,
5640          this requires two loops.  See also record_giv above.  */
5641
5642       last_giv_use = v->insn;
5643
5644       while (1)
5645         {
5646           p = NEXT_INSN (p);
5647           if (p == loop_end)
5648             p = NEXT_INSN (loop_start);
5649           if (p == v->insn)
5650             break;
5651
5652           if (GET_CODE (p) == INSN || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5653               || GET_CODE (p) == CALL_INSN)
5654             {
5655               if (biv_increment_seen)
5656                 {
5657                   if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5658                     {
5659                       v->replaceable = 0;
5660                       v->not_replaceable = 1;
5661                       break;
5662                     }
5663                 }
5664               else if (reg_set_p (v->src_reg, PATTERN (p)))
5665                 biv_increment_seen = 1;
5666               else if (reg_mentioned_p (v->dest_reg, PATTERN (p)))
5667                 last_giv_use = p;
5668             }
5669         }
5670
5671       /* Now that the lifetime of the giv is known, check for branches
5672          from within the lifetime to outside the lifetime if it is still
5673          replaceable.  */
5674
5675       if (v->replaceable)
5676         {
5677           p = v->insn;
5678           while (1)
5679             {
5680               p = NEXT_INSN (p);
5681               if (p == loop_end)
5682                 p = NEXT_INSN (loop_start);
5683               if (p == last_giv_use)
5684                 break;
5685
5686               if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p)
5687                   && LABEL_NAME (JUMP_LABEL (p))
5688                   && ((loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), v->insn)
5689                        && loop_insn_first_p (loop_start, JUMP_LABEL (p)))
5690                       || (loop_insn_first_p (last_giv_use, JUMP_LABEL (p))
5691                           && loop_insn_first_p (JUMP_LABEL (p), loop_end))))
5692                 {
5693                   v->replaceable = 0;
5694                   v->not_replaceable = 1;
5695
5696                   if (loop_dump_stream)
5697                     fprintf (loop_dump_stream,
5698                              "Found branch outside giv lifetime.\n");
5699
5700                   break;
5701                 }
5702             }
5703         }
5704
5705       /* If it is replaceable, then save the final value.  */
5706       if (v->replaceable)
5707         v->final_value = final_value;
5708     }
5709
5710   if (loop_dump_stream && v->replaceable)
5711     fprintf (loop_dump_stream, "Insn %d: giv reg %d final_value replaceable\n",
5712              INSN_UID (v->insn), REGNO (v->dest_reg));
5713 }
5714 \f
5715 /* Update the status of whether a giv can derive other givs.
5716
5717    We need to do something special if there is or may be an update to the biv
5718    between the time the giv is defined and the time it is used to derive
5719    another giv.
5720
5721    In addition, a giv that is only conditionally set is not allowed to
5722    derive another giv once a label has been passed.
5723
5724    The cases we look at are when a label or an update to a biv is passed.  */
5725
5726 static void
5727 update_giv_derive (p)
5728      rtx p;
5729 {
5730   struct iv_class *bl;
5731   struct induction *biv, *giv;
5732   rtx tem;
5733   int dummy;
5734
5735   /* Search all IV classes, then all bivs, and finally all givs.
5736
5737      There are three cases we are concerned with.  First we have the situation
5738      of a giv that is only updated conditionally.  In that case, it may not
5739      derive any givs after a label is passed.
5740
5741      The second case is when a biv update occurs, or may occur, after the
5742      definition of a giv.  For certain biv updates (see below) that are
5743      known to occur between the giv definition and use, we can adjust the
5744      giv definition.  For others, or when the biv update is conditional,
5745      we must prevent the giv from deriving any other givs.  There are two
5746      sub-cases within this case.
5747
5748      If this is a label, we are concerned with any biv update that is done
5749      conditionally, since it may be done after the giv is defined followed by
5750      a branch here (actually, we need to pass both a jump and a label, but
5751      this extra tracking doesn't seem worth it).
5752
5753      If this is a jump, we are concerned about any biv update that may be
5754      executed multiple times.  We are actually only concerned about
5755      backward jumps, but it is probably not worth performing the test
5756      on the jump again here.
5757
5758      If this is a biv update, we must adjust the giv status to show that a
5759      subsequent biv update was performed.  If this adjustment cannot be done,
5760      the giv cannot derive further givs.  */
5761
5762   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
5763     for (biv = bl->biv; biv; biv = biv->next_iv)
5764       if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL || GET_CODE (p) == JUMP_INSN
5765           || biv->insn == p)
5766         {
5767           for (giv = bl->giv; giv; giv = giv->next_iv)
5768             {
5769               /* If cant_derive is already true, there is no point in
5770                  checking all of these conditions again.  */
5771               if (giv->cant_derive)
5772                 continue;
5773
5774               /* If this giv is conditionally set and we have passed a label,
5775                  it cannot derive anything.  */
5776               if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! giv->always_computable)
5777                 giv->cant_derive = 1;
5778
5779               /* Skip givs that have mult_val == 0, since
5780                  they are really invariants.  Also skip those that are
5781                  replaceable, since we know their lifetime doesn't contain
5782                  any biv update.  */
5783               else if (giv->mult_val == const0_rtx || giv->replaceable)
5784                 continue;
5785
5786               /* The only way we can allow this giv to derive another
5787                  is if this is a biv increment and we can form the product
5788                  of biv->add_val and giv->mult_val.  In this case, we will
5789                  be able to compute a compensation.  */
5790               else if (biv->insn == p)
5791                 {
5792                   tem = 0;
5793
5794                   if (biv->mult_val == const1_rtx)
5795                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (giv->mode,
5796                                                            biv->add_val,
5797                                                            giv->mult_val),
5798                                              &dummy);
5799
5800                   if (tem && giv->derive_adjustment)
5801                     tem = simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (giv->mode, tem,
5802                                                            giv->derive_adjustment),
5803                                              &dummy);
5804                   if (tem)
5805                     giv->derive_adjustment = tem;
5806                   else
5807                     giv->cant_derive = 1;
5808                 }
5809               else if ((GET_CODE (p) == CODE_LABEL && ! biv->always_computable)
5810                        || (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && biv->maybe_multiple))
5811                 giv->cant_derive = 1;
5812             }
5813         }
5814 }
5815 \f
5816 /* Check whether an insn is an increment legitimate for a basic induction var.
5817    X is the source of insn P, or a part of it.
5818    MODE is the mode in which X should be interpreted.
5819
5820    DEST_REG is the putative biv, also the destination of the insn.
5821    We accept patterns of these forms:
5822      REG = REG + INVARIANT (includes REG = REG - CONSTANT)
5823      REG = INVARIANT + REG
5824
5825    If X is suitable, we return 1, set *MULT_VAL to CONST1_RTX,
5826    store the additive term into *INC_VAL, and store the place where
5827    we found the additive term into *LOCATION.
5828
5829    If X is an assignment of an invariant into DEST_REG, we set
5830    *MULT_VAL to CONST0_RTX, and store the invariant into *INC_VAL.
5831
5832    We also want to detect a BIV when it corresponds to a variable
5833    whose mode was promoted via PROMOTED_MODE.  In that case, an increment
5834    of the variable may be a PLUS that adds a SUBREG of that variable to
5835    an invariant and then sign- or zero-extends the result of the PLUS
5836    into the variable.
5837
5838    Most GIVs in such cases will be in the promoted mode, since that is the
5839    probably the natural computation mode (and almost certainly the mode
5840    used for addresses) on the machine.  So we view the pseudo-reg containing
5841    the variable as the BIV, as if it were simply incremented.
5842
5843    Note that treating the entire pseudo as a BIV will result in making
5844    simple increments to any GIVs based on it.  However, if the variable
5845    overflows in its declared mode but not its promoted mode, the result will
5846    be incorrect.  This is acceptable if the variable is signed, since
5847    overflows in such cases are undefined, but not if it is unsigned, since
5848    those overflows are defined.  So we only check for SIGN_EXTEND and
5849    not ZERO_EXTEND.
5850
5851    If we cannot find a biv, we return 0.  */
5852
5853 static int
5854 basic_induction_var (x, mode, dest_reg, p, inc_val, mult_val, location)
5855      register rtx x;
5856      enum machine_mode mode;
5857      rtx p;
5858      rtx dest_reg;
5859      rtx *inc_val;
5860      rtx *mult_val;
5861      rtx **location;
5862 {
5863   register enum rtx_code code;
5864   rtx *argp, arg;
5865   rtx insn, set = 0;
5866
5867   code = GET_CODE (x);
5868   switch (code)
5869     {
5870     case PLUS:
5871       if (rtx_equal_p (XEXP (x, 0), dest_reg)
5872           || (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == SUBREG
5873               && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 0))
5874               && SUBREG_REG (XEXP (x, 0)) == dest_reg))
5875         {
5876           argp = &XEXP (x, 1);
5877         }
5878       else if (rtx_equal_p (XEXP (x, 1), dest_reg)
5879                || (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == SUBREG
5880                    && SUBREG_PROMOTED_VAR_P (XEXP (x, 1))
5881                    && SUBREG_REG (XEXP (x, 1)) == dest_reg))
5882         {
5883           argp = &XEXP (x, 0);
5884         }
5885       else
5886         return 0;
5887
5888       arg = *argp;
5889       if (invariant_p (arg) != 1)
5890         return 0;
5891
5892       *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), GET_MODE (x), arg, 0);
5893       *mult_val = const1_rtx;
5894       *location = argp;
5895       return 1;
5896
5897     case SUBREG:
5898       /* If this is a SUBREG for a promoted variable, check the inner
5899          value.  */
5900       if (SUBREG_PROMOTED_VAR_P (x))
5901         return basic_induction_var (SUBREG_REG (x), GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
5902                                     dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5903       return 0;
5904
5905     case REG:
5906       /* If this register is assigned in a previous insn, look at its
5907          source, but don't go outside the loop or past a label.  */
5908
5909       insn = p;
5910       while (1)
5911         {
5912           do {
5913             insn = PREV_INSN (insn);
5914           } while (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5915                    && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5916
5917           if (!insn)
5918             break;
5919           set = single_set (insn);
5920           if (set == 0)
5921             break;
5922
5923           if ((SET_DEST (set) == x
5924                || (GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG
5925                    && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SET_DEST (set)))
5926                        <= UNITS_PER_WORD)
5927                    && SUBREG_REG (SET_DEST (set)) == x))
5928               && basic_induction_var (SET_SRC (set),
5929                                       (GET_MODE (SET_SRC (set)) == VOIDmode
5930                                        ? GET_MODE (x)
5931                                        : GET_MODE (SET_SRC (set))),
5932                                       dest_reg, insn,
5933                                       inc_val, mult_val, location))
5934             return 1;
5935         }
5936       /* ... fall through ...  */
5937
5938       /* Can accept constant setting of biv only when inside inner most loop.
5939          Otherwise, a biv of an inner loop may be incorrectly recognized
5940          as a biv of the outer loop,
5941          causing code to be moved INTO the inner loop.  */
5942     case MEM:
5943       if (invariant_p (x) != 1)
5944         return 0;
5945     case CONST_INT:
5946     case SYMBOL_REF:
5947     case CONST:
5948       /* convert_modes aborts if we try to convert to or from CCmode, so just
5949          exclude that case.  It is very unlikely that a condition code value
5950          would be a useful iterator anyways.  */
5951       if (loops_enclosed == 1
5952           && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_CC
5953           && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest_reg)) != MODE_CC)
5954         {
5955           /* Possible bug here?  Perhaps we don't know the mode of X.  */
5956           *inc_val = convert_modes (GET_MODE (dest_reg), mode, x, 0);
5957           *mult_val = const0_rtx;
5958           return 1;
5959         }
5960       else
5961         return 0;
5962
5963     case SIGN_EXTEND:
5964       return basic_induction_var (XEXP (x, 0), GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5965                                   dest_reg, p, inc_val, mult_val, location);
5966
5967     case ASHIFTRT:
5968       /* Similar, since this can be a sign extension.  */
5969       for (insn = PREV_INSN (p);
5970            (insn && GET_CODE (insn) == NOTE
5971             && NOTE_LINE_NUMBER (insn) != NOTE_INSN_LOOP_BEG);
5972            insn = PREV_INSN (insn))
5973         ;
5974
5975       if (insn)
5976         set = single_set (insn);
5977
5978       if (set && SET_DEST (set) == XEXP (x, 0)
5979           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
5980           && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0
5981           && GET_CODE (SET_SRC (set)) == ASHIFT
5982           && XEXP (x, 1) == XEXP (SET_SRC (set), 1))
5983         return basic_induction_var (XEXP (SET_SRC (set), 0),
5984                                     GET_MODE (XEXP (x, 0)),
5985                                     dest_reg, insn, inc_val, mult_val,
5986                                     location);
5987       return 0;
5988
5989     default:
5990       return 0;
5991     }
5992 }
5993 \f
5994 /* A general induction variable (giv) is any quantity that is a linear
5995    function   of a basic induction variable,
5996    i.e. giv = biv * mult_val + add_val.
5997    The coefficients can be any loop invariant quantity.
5998    A giv need not be computed directly from the biv;
5999    it can be computed by way of other givs.  */
6000
6001 /* Determine whether X computes a giv.
6002    If it does, return a nonzero value
6003      which is the benefit from eliminating the computation of X;
6004    set *SRC_REG to the register of the biv that it is computed from;
6005    set *ADD_VAL and *MULT_VAL to the coefficients,
6006      such that the value of X is biv * mult + add;  */
6007
6008 static int
6009 general_induction_var (x, src_reg, add_val, mult_val, is_addr, pbenefit)
6010      rtx x;
6011      rtx *src_reg;
6012      rtx *add_val;
6013      rtx *mult_val;
6014      int is_addr;
6015      int *pbenefit;
6016 {
6017   rtx orig_x = x;
6018   char *storage;
6019
6020   /* If this is an invariant, forget it, it isn't a giv.  */
6021   if (invariant_p (x) == 1)
6022     return 0;
6023
6024   /* See if the expression could be a giv and get its form.
6025      Mark our place on the obstack in case we don't find a giv.  */
6026   storage = (char *) oballoc (0);
6027   *pbenefit = 0;
6028   x = simplify_giv_expr (x, pbenefit);
6029   if (x == 0)
6030     {
6031       obfree (storage);
6032       return 0;
6033     }
6034
6035   switch (GET_CODE (x))
6036     {
6037     case USE:
6038     case CONST_INT:
6039       /* Since this is now an invariant and wasn't before, it must be a giv
6040          with MULT_VAL == 0.  It doesn't matter which BIV we associate this
6041          with.  */
6042       *src_reg = loop_iv_list->biv->dest_reg;
6043       *mult_val = const0_rtx;
6044       *add_val = x;
6045       break;
6046
6047     case REG:
6048       /* This is equivalent to a BIV.  */
6049       *src_reg = x;
6050       *mult_val = const1_rtx;
6051       *add_val = const0_rtx;
6052       break;
6053
6054     case PLUS:
6055       /* Either (plus (biv) (invar)) or
6056          (plus (mult (biv) (invar_1)) (invar_2)).  */
6057       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == MULT)
6058         {
6059           *src_reg = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
6060           *mult_val = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
6061         }
6062       else
6063         {
6064           *src_reg = XEXP (x, 0);
6065           *mult_val = const1_rtx;
6066         }
6067       *add_val = XEXP (x, 1);
6068       break;
6069
6070     case MULT:
6071       /* ADD_VAL is zero.  */
6072       *src_reg = XEXP (x, 0);
6073       *mult_val = XEXP (x, 1);
6074       *add_val = const0_rtx;
6075       break;
6076
6077     default:
6078       abort ();
6079     }
6080
6081   /* Remove any enclosing USE from ADD_VAL and MULT_VAL (there will be
6082      unless they are CONST_INT).  */
6083   if (GET_CODE (*add_val) == USE)
6084     *add_val = XEXP (*add_val, 0);
6085   if (GET_CODE (*mult_val) == USE)
6086     *mult_val = XEXP (*mult_val, 0);
6087
6088   if (is_addr)
6089     {
6090 #ifdef ADDRESS_COST
6091       *pbenefit += ADDRESS_COST (orig_x) - reg_address_cost;
6092 #else
6093       *pbenefit += rtx_cost (orig_x, MEM) - reg_address_cost;
6094 #endif
6095     }
6096   else
6097     *pbenefit += rtx_cost (orig_x, SET);
6098
6099   /* Always return true if this is a giv so it will be detected as such,
6100      even if the benefit is zero or negative.  This allows elimination
6101      of bivs that might otherwise not be eliminated.  */
6102   return 1;
6103 }
6104 \f
6105 /* Given an expression, X, try to form it as a linear function of a biv.
6106    We will canonicalize it to be of the form
6107         (plus (mult (BIV) (invar_1))
6108               (invar_2))
6109    with possible degeneracies.
6110
6111    The invariant expressions must each be of a form that can be used as a
6112    machine operand.  We surround then with a USE rtx (a hack, but localized
6113    and certainly unambiguous!) if not a CONST_INT for simplicity in this
6114    routine; it is the caller's responsibility to strip them.
6115
6116    If no such canonicalization is possible (i.e., two biv's are used or an
6117    expression that is neither invariant nor a biv or giv), this routine
6118    returns 0.
6119
6120    For a non-zero return, the result will have a code of CONST_INT, USE,
6121    REG (for a BIV), PLUS, or MULT.  No other codes will occur.
6122
6123    *BENEFIT will be incremented by the benefit of any sub-giv encountered.  */
6124
6125 static rtx sge_plus PROTO ((enum machine_mode, rtx, rtx));
6126 static rtx sge_plus_constant PROTO ((rtx, rtx));
6127
6128 static rtx
6129 simplify_giv_expr (x, benefit)
6130      rtx x;
6131      int *benefit;
6132 {
6133   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
6134   rtx arg0, arg1;
6135   rtx tem;
6136
6137   /* If this is not an integer mode, or if we cannot do arithmetic in this
6138      mode, this can't be a giv.  */
6139   if (mode != VOIDmode
6140       && (GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_INT
6141           || GET_MODE_BITSIZE (mode) > HOST_BITS_PER_WIDE_INT))
6142     return NULL_RTX;
6143
6144   switch (GET_CODE (x))
6145     {
6146     case PLUS:
6147       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6148       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6149       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6150         return NULL_RTX;
6151
6152       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6153       if ((GET_CODE (arg0) == USE
6154            || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6155           && ! ((GET_CODE (arg0) == USE
6156                  && GET_CODE (arg1) == USE)
6157                 || GET_CODE (arg1) == CONST_INT))
6158         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6159
6160       /* Handle addition of zero, then addition of an invariant.  */
6161       if (arg1 == const0_rtx)
6162         return arg0;
6163       else if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT || GET_CODE (arg1) == USE)
6164         switch (GET_CODE (arg0))
6165           {
6166           case CONST_INT:
6167           case USE:
6168             /* Adding two invariants must result in an invariant, so enclose
6169                addition operation inside a USE and return it.  */
6170             if (GET_CODE (arg0) == USE)
6171               arg0 = XEXP (arg0, 0);
6172             if (GET_CODE (arg1) == USE)
6173               arg1 = XEXP (arg1, 0);
6174
6175             if (GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6176               tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6177             if (GET_CODE (arg1) == CONST_INT)
6178               tem = sge_plus_constant (arg0, arg1);
6179             else
6180               tem = sge_plus (mode, arg0, arg1);
6181
6182             if (GET_CODE (tem) != CONST_INT)
6183               tem = gen_rtx_USE (mode, tem);
6184             return tem;
6185
6186           case REG:
6187           case MULT:
6188             /* biv + invar or mult + invar.  Return sum.  */
6189             return gen_rtx_PLUS (mode, arg0, arg1);
6190
6191           case PLUS:
6192             /* (a + invar_1) + invar_2.  Associate.  */
6193             return simplify_giv_expr (
6194                 gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 0),
6195                               gen_rtx_PLUS (mode, XEXP (arg0, 1), arg1)),
6196                 benefit);
6197
6198           default:
6199             abort ();
6200           }
6201
6202       /* Each argument must be either REG, PLUS, or MULT.  Convert REG to
6203          MULT to reduce cases.  */
6204       if (GET_CODE (arg0) == REG)
6205         arg0 = gen_rtx_MULT (mode, arg0, const1_rtx);
6206       if (GET_CODE (arg1) == REG)
6207         arg1 = gen_rtx_MULT (mode, arg1, const1_rtx);
6208
6209       /* Now have PLUS + PLUS, PLUS + MULT, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6210          Put a MULT first, leaving PLUS + PLUS, MULT + PLUS, or MULT + MULT.
6211          Recurse to associate the second PLUS.  */
6212       if (GET_CODE (arg1) == MULT)
6213         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6214
6215       if (GET_CODE (arg1) == PLUS)
6216           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6217                                                   gen_rtx_PLUS (mode, arg0,
6218                                                                 XEXP (arg1, 0)),
6219                                                   XEXP (arg1, 1)),
6220                                     benefit);
6221
6222       /* Now must have MULT + MULT.  Distribute if same biv, else not giv.  */
6223       if (GET_CODE (arg0) != MULT || GET_CODE (arg1) != MULT)
6224         return NULL_RTX;
6225
6226       if (!rtx_equal_p (arg0, arg1))
6227         return NULL_RTX;
6228
6229       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6230                                               XEXP (arg0, 0),
6231                                               gen_rtx_PLUS (mode,
6232                                                             XEXP (arg0, 1),
6233                                                             XEXP (arg1, 1))),
6234                                 benefit);
6235
6236     case MINUS:
6237       /* Handle "a - b" as "a + b * (-1)".  */
6238       return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6239                                               XEXP (x, 0),
6240                                               gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 1),
6241                                                             constm1_rtx)),
6242                                 benefit);
6243
6244     case MULT:
6245       arg0 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 0), benefit);
6246       arg1 = simplify_giv_expr (XEXP (x, 1), benefit);
6247       if (arg0 == 0 || arg1 == 0)
6248         return NULL_RTX;
6249
6250       /* Put constant last, CONST_INT last if both constant.  */
6251       if ((GET_CODE (arg0) == USE || GET_CODE (arg0) == CONST_INT)
6252           && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6253         tem = arg0, arg0 = arg1, arg1 = tem;
6254
6255       /* If second argument is not now constant, not giv.  */
6256       if (GET_CODE (arg1) != USE && GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6257         return NULL_RTX;
6258
6259       /* Handle multiply by 0 or 1.  */
6260       if (arg1 == const0_rtx)
6261         return const0_rtx;
6262
6263       else if (arg1 == const1_rtx)
6264         return arg0;
6265
6266       switch (GET_CODE (arg0))
6267         {
6268         case REG:
6269           /* biv * invar.  Done.  */
6270           return gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6271
6272         case CONST_INT:
6273           /* Product of two constants.  */
6274           return GEN_INT (INTVAL (arg0) * INTVAL (arg1));
6275
6276         case USE:
6277           /* invar * invar.  It is a giv, but very few of these will
6278              actually pay off, so limit to simple registers.  */
6279           if (GET_CODE (arg1) != CONST_INT)
6280             return NULL_RTX;
6281
6282           arg0 = XEXP (arg0, 0);
6283           if (GET_CODE (arg0) == REG)
6284             tem = gen_rtx_MULT (mode, arg0, arg1);
6285           else if (GET_CODE (arg0) == MULT
6286                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 0)) == REG
6287                    && GET_CODE (XEXP (arg0, 1)) == CONST_INT)
6288             {
6289               tem = gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6290                                   GEN_INT (INTVAL (XEXP (arg0, 1))
6291                                            * INTVAL (arg1)));
6292             }
6293           else
6294             return NULL_RTX;
6295           return gen_rtx_USE (mode, tem);
6296
6297         case MULT:
6298           /* (a * invar_1) * invar_2.  Associate.  */
6299           return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (arg0, 0),
6300                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6301                                                                 XEXP (arg0, 1),
6302                                                                 arg1)),
6303                                     benefit);
6304
6305         case PLUS:
6306           /* (a + invar_1) * invar_2.  Distribute.  */
6307           return simplify_giv_expr (gen_rtx_PLUS (mode,
6308                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6309                                                                 XEXP (arg0, 0),
6310                                                                 arg1),
6311                                                   gen_rtx_MULT (mode,
6312                                                                 XEXP (arg0, 1),
6313                                                                 arg1)),
6314                                     benefit);
6315
6316         default:
6317           abort ();
6318         }
6319
6320     case ASHIFT:
6321       /* Shift by constant is multiply by power of two.  */
6322       if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) != CONST_INT)
6323         return 0;
6324
6325       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode,
6326                                               XEXP (x, 0),
6327                                               GEN_INT ((HOST_WIDE_INT) 1
6328                                                        << INTVAL (XEXP (x, 1)))),
6329                                 benefit);
6330
6331     case NEG:
6332       /* "-a" is "a * (-1)" */
6333       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MULT (mode, XEXP (x, 0), constm1_rtx),
6334                                 benefit);
6335
6336     case NOT:
6337       /* "~a" is "-a - 1". Silly, but easy.  */
6338       return simplify_giv_expr (gen_rtx_MINUS (mode,
6339                                                gen_rtx_NEG (mode, XEXP (x, 0)),
6340                                                const1_rtx),
6341                                 benefit);
6342
6343     case USE:
6344       /* Already in proper form for invariant.  */
6345       return x;
6346
6347     case REG:
6348       /* If this is a new register, we can't deal with it.  */
6349       if (REGNO (x) >= max_reg_before_loop)
6350         return 0;
6351
6352       /* Check for biv or giv.  */
6353       switch (REG_IV_TYPE (REGNO (x)))
6354         {
6355         case BASIC_INDUCT:
6356           return x;
6357         case GENERAL_INDUCT:
6358           {
6359             struct induction *v = REG_IV_INFO (REGNO (x));
6360
6361             /* Form expression from giv and add benefit.  Ensure this giv
6362                can derive another and subtract any needed adjustment if so.  */
6363             *benefit += v->benefit;
6364             if (v->cant_derive)
6365               return 0;
6366
6367             tem = gen_rtx_PLUS (mode, gen_rtx_MULT (mode, v->src_reg,
6368                                                     v->mult_val),
6369                            v->add_val);
6370             if (v->derive_adjustment)
6371               tem = gen_rtx_MINUS (mode, tem, v->derive_adjustment);
6372             return simplify_giv_expr (tem, benefit);
6373           }
6374
6375         default:
6376           /* If it isn't an induction variable, and it is invariant, we
6377              may be able to simplify things further by looking through
6378              the bits we just moved outside the loop.  */
6379           if (invariant_p (x) == 1)
6380             {
6381               struct movable *m;
6382
6383               for (m = the_movables; m ; m = m->next)
6384                 if (rtx_equal_p (x, m->set_dest))
6385                   {
6386                     /* Ok, we found a match.  Substitute and simplify.  */
6387
6388                     /* If we match another movable, we must use that, as
6389                        this one is going away.  */
6390                     if (m->match)
6391                       return simplify_giv_expr (m->match->set_dest, benefit);
6392
6393                     /* If consec is non-zero, this is a member of a group of
6394                        instructions that were moved together.  We handle this
6395                        case only to the point of seeking to the last insn and
6396                        looking for a REG_EQUAL.  Fail if we don't find one.  */
6397                     if (m->consec != 0)
6398                       {
6399                         int i = m->consec;
6400                         tem = m->insn;
6401                         do { tem = NEXT_INSN (tem); } while (--i > 0);
6402
6403                         tem = find_reg_note (tem, REG_EQUAL, NULL_RTX);
6404                         if (tem)
6405                           tem = XEXP (tem, 0);
6406                       }
6407                     else
6408                       {
6409                         tem = single_set (m->insn);
6410                         if (tem)
6411                           tem = SET_SRC (tem);
6412                       }
6413
6414                     if (tem)
6415                       {
6416                         /* What we are most interested in is pointer
6417                            arithmetic on invariants -- only take
6418                            patterns we may be able to do something with.  */
6419                         if (GET_CODE (tem) == PLUS
6420                             || GET_CODE (tem) == MULT
6421                             || GET_CODE (tem) == ASHIFT
6422                             || GET_CODE (tem) == CONST_INT
6423                             || GET_CODE (tem) == SYMBOL_REF)
6424                           {
6425                             tem = simplify_giv_expr (tem, benefit);
6426                             if (tem)
6427                               return tem;
6428                           }
6429                         else if (GET_CODE (tem) == CONST
6430                             && GET_CODE (XEXP (tem, 0)) == PLUS
6431                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6432                             && GET_CODE (XEXP (XEXP (tem, 0), 1)) == CONST_INT)
6433                           {
6434                             tem = simplify_giv_expr (XEXP (tem, 0), benefit);
6435                             if (tem)
6436                               return tem;
6437                           }
6438                       }
6439                     break;
6440                   }
6441             }
6442           break;
6443         }
6444
6445       /* Fall through to general case.  */
6446     default:
6447       /* If invariant, return as USE (unless CONST_INT).
6448          Otherwise, not giv.  */
6449       if (GET_CODE (x) == USE)
6450         x = XEXP (x, 0);
6451
6452       if (invariant_p (x) == 1)
6453         {
6454           if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6455             return x;
6456           if (GET_CODE (x) == CONST
6457               && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6458               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == SYMBOL_REF
6459               && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
6460             x = XEXP (x, 0);
6461           return gen_rtx_USE (mode, x);
6462         }
6463       else
6464         return 0;
6465     }
6466 }
6467
6468 /* This routine folds invariants such that there is only ever one
6469    CONST_INT in the summation.  It is only used by simplify_giv_expr.  */
6470
6471 static rtx
6472 sge_plus_constant (x, c)
6473      rtx x, c;
6474 {
6475   if (GET_CODE (x) == CONST_INT)
6476     return GEN_INT (INTVAL (x) + INTVAL (c));
6477   else if (GET_CODE (x) != PLUS)
6478     return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), x, c);
6479   else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
6480     {
6481       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x), XEXP (x, 0),
6482                            GEN_INT (INTVAL (XEXP (x, 1)) + INTVAL (c)));
6483     }
6484   else if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
6485            || GET_CODE (XEXP (x, 1)) != PLUS)
6486     {
6487       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6488                            sge_plus_constant (XEXP (x, 0), c), XEXP (x, 1));
6489     }
6490   else
6491     {
6492       return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (x),
6493                            sge_plus_constant (XEXP (x, 1), c), XEXP (x, 0));
6494     }
6495 }
6496
6497 static rtx
6498 sge_plus (mode, x, y)
6499      enum machine_mode mode;
6500      rtx x, y;
6501 {
6502   while (GET_CODE (y) == PLUS)
6503     {
6504       rtx a = XEXP (y, 0);
6505       if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6506         x = sge_plus_constant (x, a);
6507       else
6508         x = gen_rtx_PLUS (mode, x, a);
6509       y = XEXP (y, 1);
6510     }
6511   if (GET_CODE (y) == CONST_INT)
6512     x = sge_plus_constant (x, y);
6513   else
6514     x = gen_rtx_PLUS (mode, x, y);
6515   return x;
6516 }
6517 \f
6518 /* Help detect a giv that is calculated by several consecutive insns;
6519    for example,
6520       giv = biv * M
6521       giv = giv + A
6522    The caller has already identified the first insn P as having a giv as dest;
6523    we check that all other insns that set the same register follow
6524    immediately after P, that they alter nothing else,
6525    and that the result of the last is still a giv.
6526
6527    The value is 0 if the reg set in P is not really a giv.
6528    Otherwise, the value is the amount gained by eliminating
6529    all the consecutive insns that compute the value.
6530
6531    FIRST_BENEFIT is the amount gained by eliminating the first insn, P.
6532    SRC_REG is the reg of the biv; DEST_REG is the reg of the giv.
6533
6534    The coefficients of the ultimate giv value are stored in
6535    *MULT_VAL and *ADD_VAL.  */
6536
6537 static int
6538 consec_sets_giv (first_benefit, p, src_reg, dest_reg,
6539                  add_val, mult_val, last_consec_insn)
6540      int first_benefit;
6541      rtx p;
6542      rtx src_reg;
6543      rtx dest_reg;
6544      rtx *add_val;
6545      rtx *mult_val;
6546      rtx *last_consec_insn;
6547 {
6548   int count;
6549   enum rtx_code code;
6550   int benefit;
6551   rtx temp;
6552   rtx set;
6553
6554   /* Indicate that this is a giv so that we can update the value produced in
6555      each insn of the multi-insn sequence.
6556
6557      This induction structure will be used only by the call to
6558      general_induction_var below, so we can allocate it on our stack.
6559      If this is a giv, our caller will replace the induct var entry with
6560      a new induction structure.  */
6561   struct induction *v
6562     = (struct induction *) alloca (sizeof (struct induction));
6563   v->src_reg = src_reg;
6564   v->mult_val = *mult_val;
6565   v->add_val = *add_val;
6566   v->benefit = first_benefit;
6567   v->cant_derive = 0;
6568   v->derive_adjustment = 0;
6569
6570   REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = GENERAL_INDUCT;
6571   REG_IV_INFO (REGNO (dest_reg)) = v;
6572
6573   count = VARRAY_INT (n_times_set, REGNO (dest_reg)) - 1;
6574
6575   while (count > 0)
6576     {
6577       p = NEXT_INSN (p);
6578       code = GET_CODE (p);
6579
6580       /* If libcall, skip to end of call sequence.  */
6581       if (code == INSN && (temp = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX)))
6582         p = XEXP (temp, 0);
6583
6584       if (code == INSN
6585           && (set = single_set (p))
6586           && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
6587           && SET_DEST (set) == dest_reg
6588           && (general_induction_var (SET_SRC (set), &src_reg,
6589                                      add_val, mult_val, 0, &benefit)
6590               /* Giv created by equivalent expression.  */
6591               || ((temp = find_reg_note (p, REG_EQUAL, NULL_RTX))
6592                   && general_induction_var (XEXP (temp, 0), &src_reg,
6593                                             add_val, mult_val, 0, &benefit)))
6594           && src_reg == v->src_reg)
6595         {
6596           if (find_reg_note (p, REG_RETVAL, NULL_RTX))
6597             benefit += libcall_benefit (p);
6598
6599           count--;
6600           v->mult_val = *mult_val;
6601           v->add_val = *add_val;
6602           v->benefit = benefit;
6603         }
6604       else if (code != NOTE)
6605         {
6606           /* Allow insns that set something other than this giv to a
6607              constant.  Such insns are needed on machines which cannot
6608              include long constants and should not disqualify a giv.  */
6609           if (code == INSN
6610               && (set = single_set (p))
6611               && SET_DEST (set) != dest_reg
6612               && CONSTANT_P (SET_SRC (set)))
6613             continue;
6614
6615           REG_IV_TYPE (REGNO (dest_reg)) = UNKNOWN_INDUCT;
6616           return 0;
6617         }
6618     }
6619
6620   *last_consec_insn = p;
6621   return v->benefit;
6622 }
6623 \f
6624 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6625    represented by G1.  If no such expression can be found, or it is clear that
6626    it cannot possibly be a valid address, 0 is returned.
6627
6628    To perform the computation, we note that
6629         G1 = x * v + a          and
6630         G2 = y * v + b
6631    where `v' is the biv.
6632
6633    So G2 = (y/b) * G1 + (b - a*y/x).
6634
6635    Note that MULT = y/x.
6636
6637    Update: A and B are now allowed to be additive expressions such that
6638    B contains all variables in A.  That is, computing B-A will not require
6639    subtracting variables.  */
6640
6641 static rtx
6642 express_from_1 (a, b, mult)
6643      rtx a, b, mult;
6644 {
6645   /* If MULT is zero, then A*MULT is zero, and our expression is B.  */
6646
6647   if (mult == const0_rtx)
6648     return b;
6649
6650   /* If MULT is not 1, we cannot handle A with non-constants, since we
6651      would then be required to subtract multiples of the registers in A.
6652      This is theoretically possible, and may even apply to some Fortran
6653      constructs, but it is a lot of work and we do not attempt it here.  */
6654
6655   if (mult != const1_rtx && GET_CODE (a) != CONST_INT)
6656     return NULL_RTX;
6657
6658   /* In general these structures are sorted top to bottom (down the PLUS
6659      chain), but not left to right across the PLUS.  If B is a higher
6660      order giv than A, we can strip one level and recurse.  If A is higher
6661      order, we'll eventually bail out, but won't know that until the end.
6662      If they are the same, we'll strip one level around this loop.  */
6663
6664   while (GET_CODE (a) == PLUS && GET_CODE (b) == PLUS)
6665     {
6666       rtx ra, rb, oa, ob, tmp;
6667
6668       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6669       if (GET_CODE (ra) == PLUS)
6670         tmp = ra, ra = oa, oa = tmp;
6671
6672       rb = XEXP (b, 0), ob = XEXP (b, 1);
6673       if (GET_CODE (rb) == PLUS)
6674         tmp = rb, rb = ob, ob = tmp;
6675
6676       if (rtx_equal_p (ra, rb))
6677         /* We matched: remove one reg completely.  */
6678         a = oa, b = ob;
6679       else if (GET_CODE (ob) != PLUS && rtx_equal_p (ra, ob))
6680         /* An alternate match.  */
6681         a = oa, b = rb;
6682       else if (GET_CODE (oa) != PLUS && rtx_equal_p (oa, rb))
6683         /* An alternate match.  */
6684         a = ra, b = ob;
6685       else
6686         {
6687           /* Indicates an extra register in B.  Strip one level from B and
6688              recurse, hoping B was the higher order expression.  */
6689           ob = express_from_1 (a, ob, mult);
6690           if (ob == NULL_RTX)
6691             return NULL_RTX;
6692           return gen_rtx_PLUS (GET_MODE (b), rb, ob);
6693         }
6694     }
6695
6696   /* Here we are at the last level of A, go through the cases hoping to
6697      get rid of everything but a constant.  */
6698
6699   if (GET_CODE (a) == PLUS)
6700     {
6701       rtx ra, oa;
6702
6703       ra = XEXP (a, 0), oa = XEXP (a, 1);
6704       if (rtx_equal_p (oa, b))
6705         oa = ra;
6706       else if (!rtx_equal_p (ra, b))
6707         return NULL_RTX;
6708
6709       if (GET_CODE (oa) != CONST_INT)
6710         return NULL_RTX;
6711
6712       return GEN_INT (-INTVAL (oa) * INTVAL (mult));
6713     }
6714   else if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
6715     {
6716       return plus_constant (b, -INTVAL (a) * INTVAL (mult));
6717     }
6718   else if (GET_CODE (b) == PLUS)
6719     {
6720       if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 0)))
6721         return XEXP (b, 1);
6722       else if (rtx_equal_p (a, XEXP (b, 1)))
6723         return XEXP (b, 0);
6724       else
6725         return NULL_RTX;
6726     }
6727   else if (rtx_equal_p (a, b))
6728     return const0_rtx;
6729
6730   return NULL_RTX;
6731 }
6732
6733 rtx
6734 express_from (g1, g2)
6735      struct induction *g1, *g2;
6736 {
6737   rtx mult, add;
6738
6739   /* The value that G1 will be multiplied by must be a constant integer.  Also,
6740      the only chance we have of getting a valid address is if b*c/a (see above
6741      for notation) is also an integer.  */
6742   if (GET_CODE (g1->mult_val) == CONST_INT
6743       && GET_CODE (g2->mult_val) == CONST_INT)
6744     {
6745       if (g1->mult_val == const0_rtx
6746           || INTVAL (g2->mult_val) % INTVAL (g1->mult_val) != 0)
6747         return NULL_RTX;
6748       mult = GEN_INT (INTVAL (g2->mult_val) / INTVAL (g1->mult_val));
6749     }
6750   else if (rtx_equal_p (g1->mult_val, g2->mult_val))
6751     mult = const1_rtx;
6752   else
6753     {
6754       /* ??? Find out if the one is a multiple of the other?  */
6755       return NULL_RTX;
6756     }
6757
6758   add = express_from_1 (g1->add_val, g2->add_val, mult);
6759   if (add == NULL_RTX)
6760     return NULL_RTX;
6761
6762   /* Form simplified final result.  */
6763   if (mult == const0_rtx)
6764     return add;
6765   else if (mult == const1_rtx)
6766     mult = g1->dest_reg;
6767   else
6768     mult = gen_rtx_MULT (g2->mode, g1->dest_reg, mult);
6769
6770   if (add == const0_rtx)
6771     return mult;
6772   else
6773     {
6774       if (GET_CODE (add) == PLUS
6775           && CONSTANT_P (XEXP (add, 1)))
6776         {
6777           rtx tem = XEXP (add, 1);
6778           mult = gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, XEXP (add, 0));
6779           add = tem;
6780         }
6781
6782       return gen_rtx_PLUS (g2->mode, mult, add);
6783     }
6784
6785 }
6786 \f
6787 /* Return an rtx, if any, that expresses giv G2 as a function of the register
6788    represented by G1.  This indicates that G2 should be combined with G1 and
6789    that G2 can use (either directly or via an address expression) a register
6790    used to represent G1.  */
6791
6792 static rtx
6793 combine_givs_p (g1, g2)
6794      struct induction *g1, *g2;
6795 {
6796   rtx tem = express_from (g1, g2);
6797
6798   /* If these givs are identical, they can be combined.  We use the results
6799      of express_from because the addends are not in a canonical form, so
6800      rtx_equal_p is a weaker test.  */
6801   /* But don't combine a DEST_REG giv with a DEST_ADDR giv; we want the
6802      combination to be the other way round.  */
6803   if (tem == g1->dest_reg
6804       && (g1->giv_type == DEST_REG || g2->giv_type == DEST_ADDR))
6805     {
6806       return g1->dest_reg;
6807     }
6808
6809   /* If G2 can be expressed as a function of G1 and that function is valid
6810      as an address and no more expensive than using a register for G2,
6811      the expression of G2 in terms of G1 can be used.  */
6812   if (tem != NULL_RTX
6813       && g2->giv_type == DEST_ADDR
6814       && memory_address_p (g2->mem_mode, tem)
6815       /* ??? Looses, especially with -fforce-addr, where *g2->location
6816          will always be a register, and so anything more complicated
6817          gets discarded.  */
6818 #if 0
6819 #ifdef ADDRESS_COST
6820       && ADDRESS_COST (tem) <= ADDRESS_COST (*g2->location)
6821 #else
6822       && rtx_cost (tem, MEM) <= rtx_cost (*g2->location, MEM)
6823 #endif
6824 #endif
6825       )
6826     {
6827       return tem;
6828     }
6829
6830   return NULL_RTX;
6831 }
6832 \f
6833 struct combine_givs_stats
6834 {
6835   int giv_number;
6836   int total_benefit;
6837 };
6838
6839 static int
6840 cmp_combine_givs_stats (x, y)
6841      struct combine_givs_stats *x, *y;
6842 {
6843   int d;
6844   d = y->total_benefit - x->total_benefit;
6845   /* Stabilize the sort.  */
6846   if (!d)
6847     d = x->giv_number - y->giv_number;
6848   return d;
6849 }
6850
6851 /* Check all pairs of givs for iv_class BL and see if any can be combined with
6852    any other.  If so, point SAME to the giv combined with and set NEW_REG to
6853    be an expression (in terms of the other giv's DEST_REG) equivalent to the
6854    giv.  Also, update BENEFIT and related fields for cost/benefit analysis.  */
6855
6856 static void
6857 combine_givs (bl)
6858      struct iv_class *bl;
6859 {
6860   /* Additional benefit to add for being combined multiple times.  */
6861   const int extra_benefit = 3;
6862
6863   struct induction *g1, *g2, **giv_array;
6864   int i, j, k, giv_count;
6865   struct combine_givs_stats *stats;
6866   rtx *can_combine;
6867
6868   /* Count givs, because bl->giv_count is incorrect here.  */
6869   giv_count = 0;
6870   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6871     if (!g1->ignore)
6872       giv_count++;
6873
6874   giv_array
6875     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
6876   i = 0;
6877   for (g1 = bl->giv; g1; g1 = g1->next_iv)
6878     if (!g1->ignore)
6879       giv_array[i++] = g1;
6880
6881   stats = (struct combine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof (*stats));
6882   bzero ((char *) stats, giv_count * sizeof (*stats));
6883
6884   can_combine = (rtx *) alloca (giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6885   bzero ((char *) can_combine, giv_count * giv_count * sizeof(rtx));
6886
6887   for (i = 0; i < giv_count; i++)
6888     {
6889       int this_benefit;
6890       rtx single_use;
6891
6892       g1 = giv_array[i];
6893       stats[i].giv_number = i;
6894
6895       /* If a DEST_REG GIV is used only once, do not allow it to combine
6896          with anything, for in doing so we will gain nothing that cannot
6897          be had by simply letting the GIV with which we would have combined
6898          to be reduced on its own.  The losage shows up in particular with
6899          DEST_ADDR targets on hosts with reg+reg addressing, though it can
6900          be seen elsewhere as well.  */
6901       if (g1->giv_type == DEST_REG
6902           && (single_use = VARRAY_RTX (reg_single_usage, REGNO (g1->dest_reg)))
6903           && single_use != const0_rtx)
6904         continue;
6905
6906       this_benefit = g1->benefit;
6907       /* Add an additional weight for zero addends.  */
6908       if (g1->no_const_addval)
6909         this_benefit += 1;
6910
6911       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6912         {
6913           rtx this_combine;
6914
6915           g2 = giv_array[j];
6916           if (g1 != g2
6917               && (this_combine = combine_givs_p (g1, g2)) != NULL_RTX)
6918             {
6919               can_combine[i*giv_count + j] = this_combine;
6920               this_benefit += g2->benefit + extra_benefit;
6921             }
6922         }
6923       stats[i].total_benefit = this_benefit;
6924     }
6925
6926   /* Iterate, combining until we can't.  */
6927 restart:
6928   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_combine_givs_stats);
6929
6930   if (loop_dump_stream)
6931     {
6932       fprintf (loop_dump_stream, "Sorted combine statistics:\n");
6933       for (k = 0; k < giv_count; k++)
6934         {
6935           g1 = giv_array[stats[k].giv_number];
6936           if (!g1->combined_with && !g1->same)
6937             fprintf (loop_dump_stream, " {%d, %d}",
6938                      INSN_UID (giv_array[stats[k].giv_number]->insn),
6939                      stats[k].total_benefit);
6940         }
6941       putc ('\n', loop_dump_stream);
6942     }
6943
6944   for (k = 0; k < giv_count; k++)
6945     {
6946       int g1_add_benefit = 0;
6947
6948       i = stats[k].giv_number;
6949       g1 = giv_array[i];
6950
6951       /* If it has already been combined, skip.  */
6952       if (g1->combined_with || g1->same)
6953         continue;
6954
6955       for (j = 0; j < giv_count; j++)
6956         {
6957           g2 = giv_array[j];
6958           if (g1 != g2 && can_combine[i*giv_count + j]
6959               /* If it has already been combined, skip.  */
6960               && ! g2->same && ! g2->combined_with)
6961             {
6962               int l;
6963
6964               g2->new_reg = can_combine[i*giv_count + j];
6965               g2->same = g1;
6966               g1->combined_with++;
6967               g1->lifetime += g2->lifetime;
6968
6969               g1_add_benefit += g2->benefit;
6970
6971               /* ??? The new final_[bg]iv_value code does a much better job
6972                  of finding replaceable giv's, and hence this code may no
6973                  longer be necessary.  */
6974               if (! g2->replaceable && REG_USERVAR_P (g2->dest_reg))
6975                 g1_add_benefit -= copy_cost;
6976
6977               /* To help optimize the next set of combinations, remove
6978                  this giv from the benefits of other potential mates.  */
6979               for (l = 0; l < giv_count; ++l)
6980                 {
6981                   int m = stats[l].giv_number;
6982                   if (can_combine[m*giv_count + j])
6983                     stats[l].total_benefit -= g2->benefit + extra_benefit;
6984                 }
6985
6986               if (loop_dump_stream)
6987                 fprintf (loop_dump_stream,
6988                          "giv at %d combined with giv at %d\n",
6989                          INSN_UID (g2->insn), INSN_UID (g1->insn));
6990             }
6991         }
6992
6993       /* To help optimize the next set of combinations, remove
6994          this giv from the benefits of other potential mates.  */
6995       if (g1->combined_with)
6996         {
6997           for (j = 0; j < giv_count; ++j)
6998             {
6999               int m = stats[j].giv_number;
7000               if (can_combine[m*giv_count + i])
7001                 stats[j].total_benefit -= g1->benefit + extra_benefit;
7002             }
7003
7004           g1->benefit += g1_add_benefit;
7005
7006           /* We've finished with this giv, and everything it touched.
7007              Restart the combination so that proper weights for the
7008              rest of the givs are properly taken into account.  */
7009           /* ??? Ideally we would compact the arrays at this point, so
7010              as to not cover old ground.  But sanely compacting
7011              can_combine is tricky.  */
7012           goto restart;
7013         }
7014     }
7015 }
7016 \f
7017 struct recombine_givs_stats
7018 {
7019   int giv_number;
7020   int start_luid, end_luid;
7021 };
7022
7023 /* Used below as comparison function for qsort.  We want a ascending luid
7024    when scanning the array starting at the end, thus the arguments are
7025    used in reverse.  */
7026 static int
7027 cmp_recombine_givs_stats (x, y)
7028      struct recombine_givs_stats *x, *y;
7029 {
7030   int d;
7031   d = y->start_luid - x->start_luid;
7032   /* Stabilize the sort.  */
7033   if (!d)
7034     d = y->giv_number - x->giv_number;
7035   return d;
7036 }
7037
7038 /* Scan X, which is a part of INSN, for the end of life of a giv.  Also
7039    look for the start of life of a giv where the start has not been seen
7040    yet to unlock the search for the end of its life.
7041    Only consider givs that belong to BIV.
7042    Return the total number of lifetime ends that have been found.  */
7043 static int
7044 find_life_end (x, stats, insn, biv)
7045      rtx x, insn, biv;
7046      struct recombine_givs_stats *stats;
7047 {
7048   enum rtx_code code;
7049   char *fmt;
7050   int i, j;
7051   int retval;
7052
7053   code = GET_CODE (x);
7054   switch (code)
7055     {
7056     case SET:
7057       {
7058         rtx reg = SET_DEST (x);
7059         if (GET_CODE (reg) == REG)
7060           {
7061             int regno = REGNO (reg);
7062             struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7063
7064             if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7065                 && ! v->ignore
7066                 && v->src_reg == biv
7067                 && stats[v->ix].end_luid <= 0)
7068               {
7069                 /* If we see a 0 here for end_luid, it means that we have
7070                    scanned the entire loop without finding any use at all.
7071                    We must not predicate this code on a start_luid match
7072                    since that would make the test fail for givs that have
7073                    been hoisted out of inner loops.  */
7074                 if (stats[v->ix].end_luid == 0)
7075                   {
7076                     stats[v->ix].end_luid = stats[v->ix].start_luid;
7077                     return 1 + find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7078                   }
7079                 else if (stats[v->ix].start_luid == INSN_LUID (insn))
7080                   stats[v->ix].end_luid = 0;
7081               }
7082             return find_life_end (SET_SRC (x), stats, insn, biv);
7083           }
7084         break;
7085       }
7086     case REG:
7087       {
7088         int regno = REGNO (x);
7089         struct induction *v = REG_IV_INFO (regno);
7090
7091         if (REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
7092             && ! v->ignore
7093             && v->src_reg == biv
7094             && stats[v->ix].end_luid == 0)
7095           {
7096             while (INSN_UID (insn) >= max_uid_for_loop)
7097               insn = NEXT_INSN (insn);
7098             stats[v->ix].end_luid = INSN_LUID (insn);
7099             return 1;
7100           }
7101         return 0;
7102       }
7103     case LABEL_REF:
7104     case CONST_DOUBLE:
7105     case CONST_INT:
7106     case CONST:
7107       return 0;
7108     default:
7109       break;
7110     }
7111   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7112   retval = 0;
7113   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7114     {
7115       if (fmt[i] == 'e')
7116         retval += find_life_end (XEXP (x, i), stats, insn, biv);
7117
7118       else if (fmt[i] == 'E')
7119         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
7120           retval += find_life_end (XVECEXP (x, i, j), stats, insn, biv);
7121     }
7122   return retval;
7123 }
7124
7125 /* For each giv that has been combined with another, look if
7126    we can combine it with the most recently used one instead.
7127    This tends to shorten giv lifetimes, and helps the next step:
7128    try to derive givs from other givs.  */
7129 static void
7130 recombine_givs (bl, loop_start, loop_end, unroll_p)
7131      struct iv_class *bl;
7132      rtx loop_start, loop_end;
7133      int unroll_p;
7134 {
7135   struct induction *v, **giv_array, *last_giv;
7136   struct recombine_givs_stats *stats;
7137   int giv_count;
7138   int i, rescan;
7139   int ends_need_computing;
7140
7141   for (giv_count = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7142     {
7143       if (! v->ignore)
7144         giv_count++;
7145     }
7146   giv_array
7147     = (struct induction **) alloca (giv_count * sizeof (struct induction *));
7148   stats = (struct recombine_givs_stats *) alloca (giv_count * sizeof *stats);
7149
7150   /* Initialize stats and set up the ix field for each giv in stats to name
7151      the corresponding index into stats.  */
7152   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7153     {
7154       rtx p;
7155
7156       if (v->ignore)
7157         continue;
7158       giv_array[i] = v;
7159       stats[i].giv_number = i;
7160       /* If this giv has been hoisted out of an inner loop, use the luid of
7161          the previous insn.  */
7162       for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7163         p = PREV_INSN (p);
7164       stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7165       v->ix = i;
7166       i++;
7167     }
7168
7169   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7170
7171   /* Do the actual most-recently-used recombination.  */
7172   for (last_giv = 0, i = giv_count - 1; i >= 0; i--)
7173     {
7174       v = giv_array[stats[i].giv_number];
7175       if (v->same)
7176         {
7177           struct induction *old_same = v->same;
7178           rtx new_combine;
7179
7180           /* combine_givs_p actually says if we can make this transformation.
7181              The other tests are here only to avoid keeping a giv alive
7182              that could otherwise be eliminated.  */
7183           if (last_giv
7184               && ((old_same->maybe_dead && ! old_same->combined_with)
7185                   || ! last_giv->maybe_dead
7186                   || last_giv->combined_with)
7187               && (new_combine = combine_givs_p (last_giv, v)))
7188             {
7189               old_same->combined_with--;
7190               v->new_reg = new_combine;
7191               v->same = last_giv;
7192               last_giv->combined_with++;
7193               /* No need to update lifetimes / benefits here since we have
7194                  already decided what to reduce.  */
7195
7196               if (loop_dump_stream)
7197                 {
7198                   fprintf (loop_dump_stream,
7199                            "giv at %d recombined with giv at %d as ",
7200                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7201                   print_rtl (loop_dump_stream, v->new_reg);
7202                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7203                 }
7204               continue;
7205             }
7206           v = v->same;
7207         }
7208       else if (v->giv_type != DEST_REG)
7209         continue;
7210       if (! last_giv
7211           || (last_giv->maybe_dead && ! last_giv->combined_with)
7212           || ! v->maybe_dead
7213           || v->combined_with)
7214         last_giv = v;
7215     }
7216
7217   ends_need_computing = 0;
7218   /* For each DEST_REG giv, compute lifetime starts, and try to compute
7219      lifetime ends from regscan info.  */
7220   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7221     {
7222       if (v->ignore)
7223         continue;
7224       if (v->giv_type == DEST_ADDR)
7225         {
7226           /* Loop unrolling of an inner loop can even create new DEST_REG
7227              givs.  */
7228           rtx p;
7229           for (p = v->insn; INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7230             p = PREV_INSN (p);
7231           stats[i].start_luid = stats[i].end_luid = INSN_LUID (p);
7232           if (p != v->insn)
7233             stats[i].end_luid++;
7234         }
7235       else /* v->giv_type == DEST_REG */
7236         {
7237           if (v->last_use)
7238             {
7239               stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7240               stats[i].end_luid = INSN_LUID (v->last_use);
7241             }
7242           else if (INSN_UID (v->insn) >= max_uid_for_loop)
7243             {
7244               rtx p;
7245               /* This insn has been created by loop optimization on an inner
7246                  loop.  We don't have a proper start_luid that will match
7247                  when we see the first set.  But we do know that there will
7248                  be no use before the set, so we can set end_luid to 0 so that
7249                  we'll start looking for the last use right away.  */
7250               for (p = PREV_INSN (v->insn); INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop; )
7251                 p = PREV_INSN (p);
7252               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7253               stats[i].end_luid = 0;
7254               ends_need_computing++;
7255             }
7256           else
7257             {
7258               int regno = REGNO (v->dest_reg);
7259               int count = VARRAY_INT (n_times_set, regno) - 1;
7260               rtx p = v->insn;
7261
7262               /* Find the first insn that sets the giv, so that we can verify
7263                  if this giv's lifetime wraps around the loop.  We also need
7264                  the luid of the first setting insn in order to detect the
7265                  last use properly.  */
7266               while (count)
7267                 {
7268                   p = prev_nonnote_insn (p);
7269                   if (reg_set_p (v->dest_reg, p))
7270                   count--;
7271                 }
7272
7273               stats[i].start_luid = INSN_LUID (p);
7274               if (stats[i].start_luid > uid_luid[REGNO_FIRST_UID (regno)])
7275                 {
7276                   stats[i].end_luid = -1;
7277                   ends_need_computing++;
7278                 }
7279               else
7280                 {
7281                   stats[i].end_luid = uid_luid[REGNO_LAST_UID (regno)];
7282                   if (stats[i].end_luid > INSN_LUID (loop_end))
7283                     {
7284                       stats[i].end_luid = -1;
7285                       ends_need_computing++;
7286                     }
7287                 }
7288             }
7289         }
7290       i++;
7291     }
7292
7293   /* If the regscan information was unconclusive for one or more DEST_REG
7294      givs, scan the all insn in the loop to find out lifetime ends.  */
7295   if (ends_need_computing)
7296     {
7297       rtx biv = bl->biv->src_reg;
7298       rtx p = loop_end;
7299
7300       do
7301         {
7302           if (p == loop_start)
7303             p = loop_end;
7304           p = PREV_INSN (p);
7305           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) != 'i')
7306             continue;
7307           ends_need_computing -= find_life_end (PATTERN (p), stats, p, biv);
7308         }
7309       while (ends_need_computing);
7310     }
7311
7312   /* Set start_luid back to the last insn that sets the giv.  This allows
7313      more combinations.  */
7314   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7315     {
7316       if (v->ignore)
7317         continue;
7318       if (INSN_UID (v->insn) < max_uid_for_loop)
7319         stats[i].start_luid = INSN_LUID (v->insn);
7320       i++;
7321     }
7322
7323   /* Now adjust lifetime ends by taking combined givs into account.  */
7324   for (i = 0, v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
7325     {
7326       unsigned luid;
7327       int j;
7328
7329       if (v->ignore)
7330         continue;
7331       if (v->same && ! v->same->ignore)
7332         {
7333           j = v->same->ix;
7334           luid = stats[i].start_luid;
7335           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap-around.  */
7336           if (luid - stats[j].start_luid
7337               > (unsigned) stats[j].end_luid - stats[j].start_luid)
7338             stats[j].end_luid = luid;
7339         }
7340       i++;
7341     }
7342
7343   qsort (stats, giv_count, sizeof(*stats), cmp_recombine_givs_stats);
7344
7345   /* Try to derive DEST_REG givs from previous DEST_REG givs with the
7346      same mult_val and non-overlapping lifetime.  This reduces register
7347      pressure.
7348      Once we find a DEST_REG giv that is suitable to derive others from,
7349      we set last_giv to this giv, and try to derive as many other DEST_REG
7350      givs from it without joining overlapping lifetimes.  If we then
7351      encounter a DEST_REG giv that we can't derive, we set rescan to the
7352      index for this giv (unless rescan is already set).
7353      When we are finished with the current LAST_GIV (i.e. the inner loop
7354      terminates), we start again with rescan, which then becomes the new
7355      LAST_GIV.  */
7356   for (i = giv_count - 1; i >= 0; i = rescan)
7357     {
7358       int life_start, life_end;
7359
7360       for (last_giv = 0, rescan = -1; i >= 0; i--)
7361         {
7362           rtx sum;
7363
7364           v = giv_array[stats[i].giv_number];
7365           if (v->giv_type != DEST_REG || v->derived_from || v->same)
7366             continue;
7367           if (! last_giv)
7368             {
7369               /* Don't use a giv that's likely to be dead to derive
7370                  others - that would be likely to keep that giv alive.  */
7371               if (! v->maybe_dead || v->combined_with)
7372                 {
7373                   last_giv = v;
7374                   life_start = stats[i].start_luid;
7375                   life_end = stats[i].end_luid;
7376                 }
7377               continue;
7378             }
7379           /* Use unsigned arithmetic to model loop wrap around.  */
7380           if (((unsigned) stats[i].start_luid - life_start
7381                >= (unsigned) life_end - life_start)
7382               && ((unsigned) stats[i].end_luid - life_start
7383                   > (unsigned) life_end - life_start)
7384               /*  Check that the giv insn we're about to use for deriving
7385                   precedes all uses of that giv.  Note that initializing the
7386                   derived giv would defeat the purpose of reducing register
7387                   pressure.
7388                   ??? We could arrange to move the insn.  */
7389               && ((unsigned) stats[i].end_luid - INSN_LUID (loop_start)
7390                   > (unsigned) stats[i].start_luid - INSN_LUID (loop_start))
7391               && rtx_equal_p (last_giv->mult_val, v->mult_val)
7392               /* ??? Could handle libcalls, but would need more logic.  */
7393               && ! find_reg_note (v->insn, REG_RETVAL, NULL_RTX)
7394               /* We would really like to know if for any giv that v
7395                  is combined with, v->insn or any intervening biv increment
7396                  dominates that combined giv.  However, we
7397                  don't have this detailed control flow information.
7398                  N.B. since last_giv will be reduced, it is valid
7399                  anywhere in the loop, so we don't need to check the
7400                  validity of last_giv.
7401                  We rely here on the fact that v->always_executed implies that
7402                  there is no jump to someplace else in the loop before the
7403                  giv insn, and hence any insn that is executed before the
7404                  giv insn in the loop will have a lower luid.  */
7405               && (v->always_executed || ! v->combined_with)
7406               && (sum = express_from (last_giv, v))
7407               /* Make sure we don't make the add more expensive.  ADD_COST
7408                  doesn't take different costs of registers and constants into
7409                  account, so compare the cost of the actual SET_SRCs.  */
7410               && (rtx_cost (sum, SET)
7411                   <= rtx_cost (SET_SRC (single_set (v->insn)), SET))
7412               /* ??? unroll can't understand anything but reg + const_int
7413                  sums.  It would be cleaner to fix unroll.  */
7414               && ((GET_CODE (sum) == PLUS
7415                    && GET_CODE (XEXP (sum, 0)) == REG
7416                    && GET_CODE (XEXP (sum, 1)) == CONST_INT)
7417                   || ! unroll_p)
7418               && validate_change (v->insn, &PATTERN (v->insn),
7419                                   gen_rtx_SET (VOIDmode, v->dest_reg, sum), 0))
7420             {
7421               v->derived_from = last_giv;
7422               life_end = stats[i].end_luid;
7423
7424               if (loop_dump_stream)
7425                 {
7426                   fprintf (loop_dump_stream,
7427                            "giv at %d derived from %d as ",
7428                            INSN_UID (v->insn), INSN_UID (last_giv->insn));
7429                   print_rtl (loop_dump_stream, sum);
7430                   putc ('\n', loop_dump_stream);
7431                 }
7432             }
7433           else if (rescan < 0)
7434             rescan = i;
7435         }
7436     }
7437 }
7438 \f
7439 /* EMIT code before INSERT_BEFORE to set REG = B * M + A.  */
7440
7441 void
7442 emit_iv_add_mult (b, m, a, reg, insert_before)
7443      rtx b;          /* initial value of basic induction variable */
7444      rtx m;          /* multiplicative constant */
7445      rtx a;          /* additive constant */
7446      rtx reg;        /* destination register */
7447      rtx insert_before;
7448 {
7449   rtx seq;
7450   rtx result;
7451
7452   /* Prevent unexpected sharing of these rtx.  */
7453   a = copy_rtx (a);
7454   b = copy_rtx (b);
7455
7456   /* Increase the lifetime of any invariants moved further in code.  */
7457   update_reg_last_use (a, insert_before);
7458   update_reg_last_use (b, insert_before);
7459   update_reg_last_use (m, insert_before);
7460
7461   start_sequence ();
7462   result = expand_mult_add (b, reg, m, a, GET_MODE (reg), 0);
7463   if (reg != result)
7464     emit_move_insn (reg, result);
7465   seq = gen_sequence ();
7466   end_sequence ();
7467
7468   emit_insn_before (seq, insert_before);
7469
7470   /* It is entirely possible that the expansion created lots of new
7471      registers.  Iterate over the sequence we just created and
7472      record them all.  */
7473
7474   if (GET_CODE (seq) == SEQUENCE)
7475     {
7476       int i;
7477       for (i = 0; i < XVECLEN (seq, 0); ++i)
7478         {
7479           rtx set = single_set (XVECEXP (seq, 0, i));
7480           if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
7481             record_base_value (REGNO (SET_DEST (set)), SET_SRC (set), 0);
7482         }
7483     }
7484   else if (GET_CODE (seq) == SET
7485            && GET_CODE (SET_DEST (seq)) == REG)
7486     record_base_value (REGNO (SET_DEST (seq)), SET_SRC (seq), 0);
7487 }
7488 \f
7489 /* Test whether A * B can be computed without
7490    an actual multiply insn.  Value is 1 if so.  */
7491
7492 static int
7493 product_cheap_p (a, b)
7494      rtx a;
7495      rtx b;
7496 {
7497   int i;
7498   rtx tmp;
7499   struct obstack *old_rtl_obstack = rtl_obstack;
7500   char *storage = (char *) obstack_alloc (&temp_obstack, 0);
7501   int win = 1;
7502
7503   /* If only one is constant, make it B.  */
7504   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7505     tmp = a, a = b, b = tmp;
7506
7507   /* If first constant, both constant, so don't need multiply.  */
7508   if (GET_CODE (a) == CONST_INT)
7509     return 1;
7510
7511   /* If second not constant, neither is constant, so would need multiply.  */
7512   if (GET_CODE (b) != CONST_INT)
7513     return 0;
7514
7515   /* One operand is constant, so might not need multiply insn.  Generate the
7516      code for the multiply and see if a call or multiply, or long sequence
7517      of insns is generated.  */
7518
7519   rtl_obstack = &temp_obstack;
7520   start_sequence ();
7521   expand_mult (GET_MODE (a), a, b, NULL_RTX, 0);
7522   tmp = gen_sequence ();
7523   end_sequence ();
7524
7525   if (GET_CODE (tmp) == SEQUENCE)
7526     {
7527       if (XVEC (tmp, 0) == 0)
7528         win = 1;
7529       else if (XVECLEN (tmp, 0) > 3)
7530         win = 0;
7531       else
7532         for (i = 0; i < XVECLEN (tmp, 0); i++)
7533           {
7534             rtx insn = XVECEXP (tmp, 0, i);
7535
7536             if (GET_CODE (insn) != INSN
7537                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
7538                     && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == MULT)
7539                 || (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
7540                     && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == SET
7541                     && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0))) == MULT))
7542               {
7543                 win = 0;
7544                 break;
7545               }
7546           }
7547     }
7548   else if (GET_CODE (tmp) == SET
7549            && GET_CODE (SET_SRC (tmp)) == MULT)
7550     win = 0;
7551   else if (GET_CODE (tmp) == PARALLEL
7552            && GET_CODE (XVECEXP (tmp, 0, 0)) == SET
7553            && GET_CODE (SET_SRC (XVECEXP (tmp, 0, 0))) == MULT)
7554     win = 0;
7555
7556   /* Free any storage we obtained in generating this multiply and restore rtl
7557      allocation to its normal obstack.  */
7558   obstack_free (&temp_obstack, storage);
7559   rtl_obstack = old_rtl_obstack;
7560
7561   return win;
7562 }
7563 \f
7564 /* Check to see if loop can be terminated by a "decrement and branch until
7565    zero" instruction.  If so, add a REG_NONNEG note to the branch insn if so.
7566    Also try reversing an increment loop to a decrement loop
7567    to see if the optimization can be performed.
7568    Value is nonzero if optimization was performed.  */
7569
7570 /* This is useful even if the architecture doesn't have such an insn,
7571    because it might change a loops which increments from 0 to n to a loop
7572    which decrements from n to 0.  A loop that decrements to zero is usually
7573    faster than one that increments from zero.  */
7574
7575 /* ??? This could be rewritten to use some of the loop unrolling procedures,
7576    such as approx_final_value, biv_total_increment, loop_iterations, and
7577    final_[bg]iv_value.  */
7578
7579 static int
7580 check_dbra_loop (loop_end, insn_count, loop_start, loop_info)
7581      rtx loop_end;
7582      int insn_count;
7583      rtx loop_start;
7584      struct loop_info *loop_info;
7585 {
7586   struct iv_class *bl;
7587   rtx reg;
7588   rtx jump_label;
7589   rtx final_value;
7590   rtx start_value;
7591   rtx new_add_val;
7592   rtx comparison;
7593   rtx before_comparison;
7594   rtx p;
7595   rtx jump;
7596   rtx first_compare;
7597   int compare_and_branch;
7598
7599   /* If last insn is a conditional branch, and the insn before tests a
7600      register value, try to optimize it.  Otherwise, we can't do anything.  */
7601
7602   jump = PREV_INSN (loop_end);
7603   comparison = get_condition_for_loop (jump);
7604   if (comparison == 0)
7605     return 0;
7606
7607   /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
7608      two instructions.  */
7609   get_condition (jump, &first_compare);
7610   if (first_compare == jump)
7611     compare_and_branch = 1;
7612   else if (first_compare == prev_nonnote_insn (jump))
7613     compare_and_branch = 2;
7614   else
7615     return 0;
7616
7617   /* Check all of the bivs to see if the compare uses one of them.
7618      Skip biv's set more than once because we can't guarantee that
7619      it will be zero on the last iteration.  Also skip if the biv is
7620      used between its update and the test insn.  */
7621
7622   for (bl = loop_iv_list; bl; bl = bl->next)
7623     {
7624       if (bl->biv_count == 1
7625           && bl->biv->dest_reg == XEXP (comparison, 0)
7626           && ! reg_used_between_p (regno_reg_rtx[bl->regno], bl->biv->insn,
7627                                    first_compare))
7628         break;
7629     }
7630
7631   if (! bl)
7632     return 0;
7633
7634   /* Look for the case where the basic induction variable is always
7635      nonnegative, and equals zero on the last iteration.
7636      In this case, add a reg_note REG_NONNEG, which allows the
7637      m68k DBRA instruction to be used.  */
7638
7639   if (((GET_CODE (comparison) == GT
7640         && GET_CODE (XEXP (comparison, 1)) == CONST_INT
7641         && INTVAL (XEXP (comparison, 1)) == -1)
7642        || (GET_CODE (comparison) == NE && XEXP (comparison, 1) == const0_rtx))
7643       && GET_CODE (bl->biv->add_val) == CONST_INT
7644       && INTVAL (bl->biv->add_val) < 0)
7645     {
7646       /* Initial value must be greater than 0,
7647          init_val % -dec_value == 0 to ensure that it equals zero on
7648          the last iteration */
7649
7650       if (GET_CODE (bl->initial_value) == CONST_INT
7651           && INTVAL (bl->initial_value) > 0
7652           && (INTVAL (bl->initial_value)
7653               % (-INTVAL (bl->biv->add_val))) == 0)
7654         {
7655           /* register always nonnegative, add REG_NOTE to branch */
7656           REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7657             = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7658                                  REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7659           bl->nonneg = 1;
7660
7661           return 1;
7662         }
7663
7664       /* If the decrement is 1 and the value was tested as >= 0 before
7665          the loop, then we can safely optimize.  */
7666       for (p = loop_start; p; p = PREV_INSN (p))
7667         {
7668           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
7669             break;
7670           if (GET_CODE (p) != JUMP_INSN)
7671             continue;
7672
7673           before_comparison = get_condition_for_loop (p);
7674           if (before_comparison
7675               && XEXP (before_comparison, 0) == bl->biv->dest_reg
7676               && GET_CODE (before_comparison) == LT
7677               && XEXP (before_comparison, 1) == const0_rtx
7678               && ! reg_set_between_p (bl->biv->dest_reg, p, loop_start)
7679               && INTVAL (bl->biv->add_val) == -1)
7680             {
7681               REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end))
7682                 = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
7683                                      REG_NOTES (PREV_INSN (loop_end)));
7684               bl->nonneg = 1;
7685
7686               return 1;
7687             }
7688         }
7689     }
7690   else if (INTVAL (bl->biv->add_val) > 0)
7691     {
7692       /* Try to change inc to dec, so can apply above optimization.  */
7693       /* Can do this if:
7694          all registers modified are induction variables or invariant,
7695          all memory references have non-overlapping addresses
7696          (obviously true if only one write)
7697          allow 2 insns for the compare/jump at the end of the loop.  */
7698       /* Also, we must avoid any instructions which use both the reversed
7699          biv and another biv.  Such instructions will fail if the loop is
7700          reversed.  We meet this condition by requiring that either
7701          no_use_except_counting is true, or else that there is only
7702          one biv.  */
7703       int num_nonfixed_reads = 0;
7704       /* 1 if the iteration var is used only to count iterations.  */
7705       int no_use_except_counting = 0;
7706       /* 1 if the loop has no memory store, or it has a single memory store
7707          which is reversible.  */
7708       int reversible_mem_store = 1;
7709
7710       if (bl->giv_count == 0
7711           && ! loop_number_exit_count[uid_loop_num[INSN_UID (loop_start)]])
7712         {
7713           rtx bivreg = regno_reg_rtx[bl->regno];
7714
7715           /* If there are no givs for this biv, and the only exit is the
7716              fall through at the end of the loop, then
7717              see if perhaps there are no uses except to count.  */
7718           no_use_except_counting = 1;
7719           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7720             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7721               {
7722                 rtx set = single_set (p);
7723
7724                 if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG
7725                     && REGNO (SET_DEST (set)) == bl->regno)
7726                   /* An insn that sets the biv is okay.  */
7727                   ;
7728                 else if (p == prev_nonnote_insn (prev_nonnote_insn (loop_end))
7729                          || p == prev_nonnote_insn (loop_end))
7730                   /* Don't bother about the end test.  */
7731                   ;
7732                 else if (reg_mentioned_p (bivreg, PATTERN (p)))
7733                   {
7734                     no_use_except_counting = 0;
7735                     break;
7736                   }
7737               }
7738         }
7739
7740       if (no_use_except_counting)
7741         ; /* no need to worry about MEMs.  */
7742       else if (num_mem_sets <= 1)
7743         {
7744           for (p = loop_start; p != loop_end; p = NEXT_INSN (p))
7745             if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (p)) == 'i')
7746               num_nonfixed_reads += count_nonfixed_reads (PATTERN (p));
7747
7748           /* If the loop has a single store, and the destination address is
7749              invariant, then we can't reverse the loop, because this address
7750              might then have the wrong value at loop exit.
7751              This would work if the source was invariant also, however, in that
7752              case, the insn should have been moved out of the loop.  */
7753
7754           if (num_mem_sets == 1)
7755             {
7756               struct induction *v;
7757
7758               reversible_mem_store
7759                 = (! unknown_address_altered
7760                    && ! invariant_p (XEXP (loop_store_mems, 0)));
7761
7762               /* If the store depends on a register that is set after the
7763                  store, it depends on the initial value, and is thus not
7764                  reversible.  */
7765               for (v = bl->giv; reversible_mem_store && v; v = v->next_iv)
7766                 {
7767                   if (v->giv_type == DEST_REG
7768                       && reg_mentioned_p (v->dest_reg,
7769                                           XEXP (loop_store_mems, 0))
7770                       && loop_insn_first_p (first_loop_store_insn, v->insn))
7771                     reversible_mem_store = 0;
7772                 }
7773             }
7774         }
7775       else
7776         return 0;
7777
7778       /* This code only acts for innermost loops.  Also it simplifies
7779          the memory address check by only reversing loops with
7780          zero or one memory access.
7781          Two memory accesses could involve parts of the same array,
7782          and that can't be reversed.
7783          If the biv is used only for counting, than we don't need to worry
7784          about all these things.  */
7785
7786       if ((num_nonfixed_reads <= 1
7787            && !loop_has_call
7788            && !loop_has_volatile
7789            && reversible_mem_store
7790            && (bl->giv_count + bl->biv_count + num_mem_sets
7791               + num_movables + compare_and_branch == insn_count)
7792            && (bl == loop_iv_list && bl->next == 0))
7793           || no_use_except_counting)
7794         {
7795           rtx tem;
7796
7797           /* Loop can be reversed.  */
7798           if (loop_dump_stream)
7799             fprintf (loop_dump_stream, "Can reverse loop\n");
7800
7801           /* Now check other conditions:
7802
7803              The increment must be a constant, as must the initial value,
7804              and the comparison code must be LT.
7805
7806              This test can probably be improved since +/- 1 in the constant
7807              can be obtained by changing LT to LE and vice versa; this is
7808              confusing.  */
7809
7810           if (comparison
7811               /* for constants, LE gets turned into LT */
7812               && (GET_CODE (comparison) == LT
7813                   || (GET_CODE (comparison) == LE
7814                       && no_use_except_counting)))
7815             {
7816               HOST_WIDE_INT add_val, add_adjust, comparison_val;
7817               rtx initial_value, comparison_value;
7818               int nonneg = 0;
7819               enum rtx_code cmp_code;
7820               int comparison_const_width;
7821               unsigned HOST_WIDE_INT comparison_sign_mask;
7822
7823               add_val = INTVAL (bl->biv->add_val);
7824               comparison_value = XEXP (comparison, 1);
7825               if (GET_MODE (comparison_value) == VOIDmode)
7826                 comparison_const_width
7827                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (XEXP (comparison, 0)));
7828               else
7829                 comparison_const_width
7830                   = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (comparison_value));
7831               if (comparison_const_width > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
7832                 comparison_const_width = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
7833               comparison_sign_mask
7834                 = (unsigned HOST_WIDE_INT)1 << (comparison_const_width - 1);
7835
7836               /* If the comparison value is not a loop invariant, then we
7837                  can not reverse this loop.
7838
7839                  ??? If the insns which initialize the comparison value as
7840                  a whole compute an invariant result, then we could move
7841                  them out of the loop and proceed with loop reversal.  */
7842               if (!invariant_p (comparison_value))
7843                 return 0;
7844
7845               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7846                 comparison_val = INTVAL (comparison_value);
7847               initial_value = bl->initial_value;
7848
7849               /* Normalize the initial value if it is an integer and
7850                  has no other use except as a counter.  This will allow
7851                  a few more loops to be reversed.  */
7852               if (no_use_except_counting
7853                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7854                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7855                 {
7856                   comparison_val = comparison_val - INTVAL (bl->initial_value);
7857                   /* The code below requires comparison_val to be a multiple
7858                      of add_val in order to do the loop reversal, so
7859                      round up comparison_val to a multiple of add_val.
7860                      Since comparison_value is constant, we know that the
7861                      current comparison code is LT.  */
7862                   comparison_val = comparison_val + add_val - 1;
7863                   comparison_val
7864                     -= (unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val;
7865                   /* We postpone overflow checks for COMPARISON_VAL here;
7866                      even if there is an overflow, we might still be able to
7867                      reverse the loop, if converting the loop exit test to
7868                      NE is possible.  */
7869                   initial_value = const0_rtx;
7870                 }
7871
7872               /* First check if we can do a vanilla loop reversal.  */
7873               if (initial_value == const0_rtx
7874                   /* If we have a decrement_and_branch_on_count, prefer
7875                      the NE test, since this will allow that instruction to
7876                      be generated.  Note that we must use a vanilla loop
7877                      reversal if the biv is used to calculate a giv or has
7878                      a non-counting use.  */
7879 #if ! defined (HAVE_decrement_and_branch_until_zero) && defined (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
7880                   && (! (add_val == 1 && loop_info->vtop
7881                          && (bl->biv_count == 0
7882                              || no_use_except_counting)))
7883 #endif
7884                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7885                      /* Now do postponed overflow checks on COMPARISON_VAL.  */
7886                   && ! (((comparison_val - add_val) ^ INTVAL (comparison_value))
7887                         & comparison_sign_mask))
7888                 {
7889                   /* Register will always be nonnegative, with value
7890                      0 on last iteration */
7891                   add_adjust = add_val;
7892                   nonneg = 1;
7893                   cmp_code = GE;
7894                 }
7895               else if (add_val == 1 && loop_info->vtop
7896                        && (bl->biv_count == 0
7897                            || no_use_except_counting))
7898                 {
7899                   add_adjust = 0;
7900                   cmp_code = NE;
7901                 }
7902               else
7903                 return 0;
7904
7905               if (GET_CODE (comparison) == LE)
7906                 add_adjust -= add_val;
7907
7908               /* If the initial value is not zero, or if the comparison
7909                  value is not an exact multiple of the increment, then we
7910                  can not reverse this loop.  */
7911               if (initial_value == const0_rtx
7912                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7913                 {
7914                   if (((unsigned HOST_WIDE_INT) comparison_val % add_val) != 0)
7915                     return 0;
7916                 }
7917               else
7918                 {
7919                   if (! no_use_except_counting || add_val != 1)
7920                     return 0;
7921                 }
7922
7923               final_value = comparison_value;
7924
7925               /* Reset these in case we normalized the initial value
7926                  and comparison value above.  */
7927               if (GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT
7928                   && GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7929                 {
7930                   comparison_value = GEN_INT (comparison_val);
7931                   final_value
7932                     = GEN_INT (comparison_val + INTVAL (bl->initial_value));
7933                 }
7934               bl->initial_value = initial_value;
7935
7936               /* Save some info needed to produce the new insns.  */
7937               reg = bl->biv->dest_reg;
7938               jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 1);
7939               if (jump_label == pc_rtx)
7940                 jump_label = XEXP (SET_SRC (PATTERN (PREV_INSN (loop_end))), 2);
7941               new_add_val = GEN_INT (- INTVAL (bl->biv->add_val));
7942
7943               /* Set start_value; if this is not a CONST_INT, we need
7944                  to generate a SUB.
7945                  Initialize biv to start_value before loop start.
7946                  The old initializing insn will be deleted as a
7947                  dead store by flow.c.  */
7948               if (initial_value == const0_rtx
7949                   && GET_CODE (comparison_value) == CONST_INT)
7950                 {
7951                   start_value = GEN_INT (comparison_val - add_adjust);
7952                   emit_insn_before (gen_move_insn (reg, start_value),
7953                                     loop_start);
7954                 }
7955               else if (GET_CODE (initial_value) == CONST_INT)
7956                 {
7957                   rtx offset = GEN_INT (-INTVAL (initial_value) - add_adjust);
7958                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7959                   enum insn_code icode
7960                     = add_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7961                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7962                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7963                             (comparison_value, mode))
7964                       || ! (*insn_operand_predicate[icode][2]) (offset, mode))
7965                     return 0;
7966                   start_value
7967                     = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value, offset);
7968                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7969                                      (reg, comparison_value, offset)),
7970                                     loop_start);
7971                   if (GET_CODE (comparison) == LE)
7972                     final_value = gen_rtx_PLUS (mode, comparison_value,
7973                                                 GEN_INT (add_val));
7974                 }
7975               else if (! add_adjust)
7976                 {
7977                   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
7978                   enum insn_code icode
7979                     = sub_optab->handlers[(int) mode].insn_code;
7980                   if (! (*insn_operand_predicate[icode][0]) (reg, mode)
7981                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][1])
7982                             (comparison_value, mode))
7983                       || ! ((*insn_operand_predicate[icode][2])
7984                             (initial_value, mode)))
7985                     return 0;
7986                   start_value
7987                     = gen_rtx_MINUS (mode, comparison_value, initial_value);
7988                   emit_insn_before ((GEN_FCN (icode)
7989                                      (reg, comparison_value, initial_value)),
7990                                     loop_start);
7991                 }
7992               else
7993                 /* We could handle the other cases too, but it'll be
7994                    better to have a testcase first.  */
7995                 return 0;
7996
7997               /* We may not have a single insn which can increment a reg, so
7998                  create a sequence to hold all the insns from expand_inc.  */
7999               start_sequence ();
8000               expand_inc (reg, new_add_val);
8001               tem = gen_sequence ();
8002               end_sequence ();
8003
8004               p = emit_insn_before (tem, bl->biv->insn);
8005               delete_insn (bl->biv->insn);
8006
8007               /* Update biv info to reflect its new status.  */
8008               bl->biv->insn = p;
8009               bl->initial_value = start_value;
8010               bl->biv->add_val = new_add_val;
8011
8012               /* Update loop info.  */
8013               loop_info->initial_value = reg;
8014               loop_info->initial_equiv_value = reg;
8015               loop_info->final_value = const0_rtx;
8016               loop_info->final_equiv_value = const0_rtx;
8017               loop_info->comparison_value = const0_rtx;
8018               loop_info->comparison_code = cmp_code;
8019               loop_info->increment = new_add_val;
8020
8021               /* Inc LABEL_NUSES so that delete_insn will
8022                  not delete the label.  */
8023               LABEL_NUSES (XEXP (jump_label, 0)) ++;
8024
8025               /* Emit an insn after the end of the loop to set the biv's
8026                  proper exit value if it is used anywhere outside the loop.  */
8027               if ((REGNO_LAST_UID (bl->regno) != INSN_UID (first_compare))
8028                   || ! bl->init_insn
8029                   || REGNO_FIRST_UID (bl->regno) != INSN_UID (bl->init_insn))
8030                 emit_insn_after (gen_move_insn (reg, final_value),
8031                                  loop_end);
8032
8033               /* Delete compare/branch at end of loop.  */
8034               delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
8035               if (compare_and_branch == 2)
8036                 delete_insn (first_compare);
8037
8038               /* Add new compare/branch insn at end of loop.  */
8039               start_sequence ();
8040               emit_cmp_and_jump_insns (reg, const0_rtx, cmp_code, NULL_RTX,
8041                                        GET_MODE (reg), 0, 0,
8042                                        XEXP (jump_label, 0));
8043               tem = gen_sequence ();
8044               end_sequence ();
8045               emit_jump_insn_before (tem, loop_end);
8046
8047               for (tem = PREV_INSN (loop_end);
8048                    tem && GET_CODE (tem) != JUMP_INSN;
8049                    tem = PREV_INSN (tem))
8050                 ;
8051
8052               if (tem)
8053                 JUMP_LABEL (tem) = XEXP (jump_label, 0);
8054
8055               if (nonneg)
8056                 {
8057                   if (tem)
8058                     {
8059                       /* Increment of LABEL_NUSES done above.  */
8060                       /* Register is now always nonnegative,
8061                          so add REG_NONNEG note to the branch.  */
8062                       REG_NOTES (tem) = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_NONNEG, NULL_RTX,
8063                                                            REG_NOTES (tem));
8064                     }
8065                   bl->nonneg = 1;
8066                 }
8067
8068               /* Mark that this biv has been reversed.  Each giv which depends
8069                  on this biv, and which is also live past the end of the loop
8070                  will have to be fixed up.  */
8071
8072               bl->reversed = 1;
8073
8074               if (loop_dump_stream)
8075                 {
8076                   fprintf (loop_dump_stream, "Reversed loop");
8077                   if (bl->nonneg)
8078                     fprintf (loop_dump_stream, " and added reg_nonneg\n");
8079                   else
8080                     fprintf (loop_dump_stream, "\n");
8081                 }
8082
8083               return 1;
8084             }
8085         }
8086     }
8087
8088   return 0;
8089 }
8090 \f
8091 /* Verify whether the biv BL appears to be eliminable,
8092    based on the insns in the loop that refer to it.
8093    LOOP_START is the first insn of the loop, and END is the end insn.
8094
8095    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.
8096
8097    THRESHOLD and INSN_COUNT are from loop_optimize and are used to
8098    determine whether invariant insns should be placed inside or at the
8099    start of the loop.  */
8100
8101 static int
8102 maybe_eliminate_biv (bl, loop_start, end, eliminate_p, threshold, insn_count)
8103      struct iv_class *bl;
8104      rtx loop_start;
8105      rtx end;
8106      int eliminate_p;
8107      int threshold, insn_count;
8108 {
8109   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8110   rtx p;
8111
8112   /* Scan all insns in the loop, stopping if we find one that uses the
8113      biv in a way that we cannot eliminate.  */
8114
8115   for (p = loop_start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
8116     {
8117       enum rtx_code code = GET_CODE (p);
8118       rtx where = threshold >= insn_count ? loop_start : p;
8119
8120       /* If this is a libcall that sets a giv, skip ahead to its end.  */
8121       if (GET_RTX_CLASS (code) == 'i')
8122         {
8123           rtx note = find_reg_note (p, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
8124
8125           if (note)
8126             {
8127               rtx last = XEXP (note, 0);
8128               rtx set = single_set (last);
8129
8130               if (set && GET_CODE (SET_DEST (set)) == REG)
8131                 {
8132                   int regno = REGNO (SET_DEST (set));
8133
8134                   if (regno < max_reg_before_loop
8135                       && REG_IV_TYPE (regno) == GENERAL_INDUCT
8136                       && REG_IV_INFO (regno)->src_reg == bl->biv->src_reg)
8137                     p = last;
8138                 }
8139             }
8140         }
8141       if ((code == INSN || code == JUMP_INSN || code == CALL_INSN)
8142           && reg_mentioned_p (reg, PATTERN (p))
8143           && ! maybe_eliminate_biv_1 (PATTERN (p), p, bl, eliminate_p, where))
8144         {
8145           if (loop_dump_stream)
8146             fprintf (loop_dump_stream,
8147                      "Cannot eliminate biv %d: biv used in insn %d.\n",
8148                      bl->regno, INSN_UID (p));
8149           break;
8150         }
8151     }
8152
8153   if (p == end)
8154     {
8155       if (loop_dump_stream)
8156         fprintf (loop_dump_stream, "biv %d %s eliminated.\n",
8157                  bl->regno, eliminate_p ? "was" : "can be");
8158       return 1;
8159     }
8160
8161   return 0;
8162 }
8163 \f
8164 /* INSN and REFERENCE are instructions in the same insn chain.
8165    Return non-zero if INSN is first.  */
8166
8167 int
8168 loop_insn_first_p (insn, reference)
8169      rtx insn, reference;
8170 {
8171   rtx p, q;
8172
8173   for (p = insn, q = reference; ;)
8174     {
8175       /* Start with test for not first so that INSN == REFERENCE yields not
8176          first.  */
8177       if (q == insn || ! p)
8178         return 0;
8179       if (p == reference || ! q)
8180         return 1;
8181
8182       if (INSN_UID (p) < max_uid_for_loop
8183           && INSN_UID (q) < max_uid_for_loop)
8184         return INSN_LUID (p) < INSN_LUID (q);
8185
8186       if (INSN_UID (p) >= max_uid_for_loop)
8187         p = NEXT_INSN (p);
8188       if (INSN_UID (q) >= max_uid_for_loop)
8189         q = NEXT_INSN (q);
8190     }
8191 }
8192
8193 /* We are trying to eliminate BIV in INSN using GIV.  Return non-zero if
8194    the offset that we have to take into account due to auto-increment /
8195    div derivation is zero.  */
8196 static int
8197 biv_elimination_giv_has_0_offset (biv, giv, insn)
8198      struct induction *biv, *giv;
8199      rtx insn;
8200 {
8201   /* If the giv V had the auto-inc address optimization applied
8202      to it, and INSN occurs between the giv insn and the biv
8203      insn, then we'd have to adjust the value used here.
8204      This is rare, so we don't bother to make this possible.  */
8205   if (giv->auto_inc_opt
8206       && ((loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8207            && loop_insn_first_p (insn, biv->insn))
8208           || (loop_insn_first_p (biv->insn, insn)
8209               && loop_insn_first_p (insn, giv->insn))))
8210     return 0;
8211
8212   /* If the giv V was derived from another giv, and INSN does
8213      not occur between the giv insn and the biv insn, then we'd
8214      have to adjust the value used here.  This is rare, so we don't
8215      bother to make this possible.  */
8216   if (giv->derived_from
8217       && ! (giv->always_executed
8218             && loop_insn_first_p (giv->insn, insn)
8219             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8220     return 0;
8221   if (giv->same
8222       && giv->same->derived_from
8223       && ! (giv->same->always_executed
8224             && loop_insn_first_p (giv->same->insn, insn)
8225             && loop_insn_first_p (insn, biv->insn)))
8226     return 0;
8227
8228   return 1;
8229 }
8230
8231 /* If BL appears in X (part of the pattern of INSN), see if we can
8232    eliminate its use.  If so, return 1.  If not, return 0.
8233
8234    If BIV does not appear in X, return 1.
8235
8236    If ELIMINATE_P is non-zero, actually do the elimination.  WHERE indicates
8237    where extra insns should be added.  Depending on how many items have been
8238    moved out of the loop, it will either be before INSN or at the start of
8239    the loop.  */
8240
8241 static int
8242 maybe_eliminate_biv_1 (x, insn, bl, eliminate_p, where)
8243      rtx x, insn;
8244      struct iv_class *bl;
8245      int eliminate_p;
8246      rtx where;
8247 {
8248   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
8249   rtx reg = bl->biv->dest_reg;
8250   enum machine_mode mode = GET_MODE (reg);
8251   struct induction *v;
8252   rtx arg, tem;
8253 #ifdef HAVE_cc0
8254   rtx new;
8255 #endif
8256   int arg_operand;
8257   char *fmt;
8258   int i, j;
8259
8260   switch (code)
8261     {
8262     case REG:
8263       /* If we haven't already been able to do something with this BIV,
8264          we can't eliminate it.  */
8265       if (x == reg)
8266         return 0;
8267       return 1;
8268
8269     case SET:
8270       /* If this sets the BIV, it is not a problem.  */
8271       if (SET_DEST (x) == reg)
8272         return 1;
8273
8274       /* If this is an insn that defines a giv, it is also ok because
8275          it will go away when the giv is reduced.  */
8276       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8277         if (v->giv_type == DEST_REG && SET_DEST (x) == v->dest_reg)
8278           return 1;
8279
8280 #ifdef HAVE_cc0
8281       if (SET_DEST (x) == cc0_rtx && SET_SRC (x) == reg)
8282         {
8283           /* Can replace with any giv that was reduced and
8284              that has (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL == 0).
8285              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8286              ??? We disable this optimization to avoid potential
8287              overflows.  */
8288
8289           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8290             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8291                 && v->add_val == const0_rtx
8292                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8293                 && v->mode == mode
8294                 && 0)
8295               {
8296                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8297                   continue;
8298
8299                 if (! eliminate_p)
8300                   return 1;
8301
8302                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8303                    then reverse the comparison.  */
8304                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8305                   new = gen_rtx_COMPARE (GET_MODE (v->new_reg),
8306                                          const0_rtx, v->new_reg);
8307                 else
8308                   new = v->new_reg;
8309
8310                 /* We can probably test that giv's reduced reg.  */
8311                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (x), new, 0))
8312                   return 1;
8313               }
8314
8315           /* Look for a giv with (MULT_VAL != 0) and (ADD_VAL != 0);
8316              replace test insn with a compare insn (cmp REDUCED_GIV ADD_VAL).
8317              Require a constant for MULT_VAL, so we know it's nonzero.
8318              ??? Do this only if ADD_VAL is a pointer to avoid a potential
8319              overflow problem.  */
8320
8321           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8322             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && v->mult_val != const0_rtx
8323                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8324                 && v->mode == mode
8325                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8326                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8327                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8328                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8329                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val)))))
8330               {
8331                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8332                   continue;
8333
8334                 if (! eliminate_p)
8335                   return 1;
8336
8337                 /* If the giv has the opposite direction of change,
8338                    then reverse the comparison.  */
8339                 if (INTVAL (v->mult_val) < 0)
8340                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, copy_rtx (v->add_val),
8341                                          v->new_reg);
8342                 else
8343                   new = gen_rtx_COMPARE (VOIDmode, v->new_reg,
8344                                          copy_rtx (v->add_val));
8345
8346                 /* Replace biv with the giv's reduced register.  */
8347                 update_reg_last_use (v->add_val, insn);
8348                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8349                   return 1;
8350
8351                 /* Insn doesn't support that constant or invariant.  Copy it
8352                    into a register (it will be a loop invariant.)  */
8353                 tem = gen_reg_rtx (GET_MODE (v->new_reg));
8354
8355                 emit_insn_before (gen_move_insn (tem, copy_rtx (v->add_val)),
8356                                   where);
8357
8358                 /* Substitute the new register for its invariant value in
8359                    the compare expression. */
8360                 XEXP (new, (INTVAL (v->mult_val) < 0) ? 0 : 1) = tem;
8361                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (PATTERN (insn)), new, 0))
8362                   return 1;
8363               }
8364         }
8365 #endif
8366       break;
8367
8368     case COMPARE:
8369     case EQ:  case NE:
8370     case GT:  case GE:  case GTU:  case GEU:
8371     case LT:  case LE:  case LTU:  case LEU:
8372       /* See if either argument is the biv.  */
8373       if (XEXP (x, 0) == reg)
8374         arg = XEXP (x, 1), arg_operand = 1;
8375       else if (XEXP (x, 1) == reg)
8376         arg = XEXP (x, 0), arg_operand = 0;
8377       else
8378         break;
8379
8380       if (CONSTANT_P (arg))
8381         {
8382           /* First try to replace with any giv that has constant positive
8383              mult_val and constant add_val.  We might be able to support
8384              negative mult_val, but it seems complex to do it in general.  */
8385
8386           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8387             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8388                 && (GET_CODE (v->add_val) == SYMBOL_REF
8389                     || GET_CODE (v->add_val) == LABEL_REF
8390                     || GET_CODE (v->add_val) == CONST
8391                     || (GET_CODE (v->add_val) == REG
8392                         && REGNO_POINTER_FLAG (REGNO (v->add_val))))
8393                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8394                 && v->mode == mode)
8395               {
8396                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8397                   continue;
8398
8399                 if (! eliminate_p)
8400                   return 1;
8401
8402                 /* Replace biv with the giv's reduced reg.  */
8403                 XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8404
8405                 /* If all constants are actually constant integers and
8406                    the derived constant can be directly placed in the COMPARE,
8407                    do so.  */
8408                 if (GET_CODE (arg) == CONST_INT
8409                     && GET_CODE (v->mult_val) == CONST_INT
8410                     && GET_CODE (v->add_val) == CONST_INT
8411                     && validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand),
8412                                         GEN_INT (INTVAL (arg)
8413                                                  * INTVAL (v->mult_val)
8414                                                  + INTVAL (v->add_val)), 0))
8415                   return 1;
8416
8417                 /* Otherwise, load it into a register.  */
8418                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8419                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8420                 if (validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 0))
8421                   return 1;
8422
8423                 /* If that failed, put back the change we made above.  */
8424                 XEXP (x, 1-arg_operand) = reg;
8425               }
8426
8427           /* Look for giv with positive constant mult_val and nonconst add_val.
8428              Insert insns to calculate new compare value.
8429              ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8430
8431           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8432             if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8433                 && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8434                 && v->mode == mode
8435                 && 0)
8436               {
8437                 rtx tem;
8438
8439                 if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8440                   continue;
8441
8442                 if (! eliminate_p)
8443                   return 1;
8444
8445                 tem = gen_reg_rtx (mode);
8446
8447                 /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8448                 validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8449                                  v->new_reg, 1);
8450
8451                 /* Compute value to compare against.  */
8452                 emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val, tem, where);
8453                 /* Use it in this insn.  */
8454                 validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8455                 if (apply_change_group ())
8456                   return 1;
8457               }
8458         }
8459       else if (GET_CODE (arg) == REG || GET_CODE (arg) == MEM)
8460         {
8461           if (invariant_p (arg) == 1)
8462             {
8463               /* Look for giv with constant positive mult_val and nonconst
8464                  add_val. Insert insns to compute new compare value.
8465                  ??? Turn this off due to possible overflow.  */
8466
8467               for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8468                 if (CONSTANT_P (v->mult_val) && INTVAL (v->mult_val) > 0
8469                     && ! v->ignore && ! v->maybe_dead && v->always_computable
8470                     && v->mode == mode
8471                     && 0)
8472                   {
8473                     rtx tem;
8474
8475                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8476                       continue;
8477
8478                     if (! eliminate_p)
8479                       return 1;
8480
8481                     tem = gen_reg_rtx (mode);
8482
8483                     /* Replace biv with giv's reduced register.  */
8484                     validate_change (insn, &XEXP (x, 1 - arg_operand),
8485                                      v->new_reg, 1);
8486
8487                     /* Compute value to compare against.  */
8488                     emit_iv_add_mult (arg, v->mult_val, v->add_val,
8489                                       tem, where);
8490                     validate_change (insn, &XEXP (x, arg_operand), tem, 1);
8491                     if (apply_change_group ())
8492                       return 1;
8493                   }
8494             }
8495
8496           /* This code has problems.  Basically, you can't know when
8497              seeing if we will eliminate BL, whether a particular giv
8498              of ARG will be reduced.  If it isn't going to be reduced,
8499              we can't eliminate BL.  We can try forcing it to be reduced,
8500              but that can generate poor code.
8501
8502              The problem is that the benefit of reducing TV, below should
8503              be increased if BL can actually be eliminated, but this means
8504              we might have to do a topological sort of the order in which
8505              we try to process biv.  It doesn't seem worthwhile to do
8506              this sort of thing now.  */
8507
8508 #if 0
8509           /* Otherwise the reg compared with had better be a biv.  */
8510           if (GET_CODE (arg) != REG
8511               || REG_IV_TYPE (REGNO (arg)) != BASIC_INDUCT)
8512             return 0;
8513
8514           /* Look for a pair of givs, one for each biv,
8515              with identical coefficients.  */
8516           for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8517             {
8518               struct induction *tv;
8519
8520               if (v->ignore || v->maybe_dead || v->mode != mode)
8521                 continue;
8522
8523               for (tv = reg_biv_class[REGNO (arg)]->giv; tv; tv = tv->next_iv)
8524                 if (! tv->ignore && ! tv->maybe_dead
8525                     && rtx_equal_p (tv->mult_val, v->mult_val)
8526                     && rtx_equal_p (tv->add_val, v->add_val)
8527                     && tv->mode == mode)
8528                   {
8529                     if (! biv_elimination_giv_has_0_offset (bl->biv, v, insn))
8530                       continue;
8531
8532                     if (! eliminate_p)
8533                       return 1;
8534
8535                     /* Replace biv with its giv's reduced reg.  */
8536                     XEXP (x, 1-arg_operand) = v->new_reg;
8537                     /* Replace other operand with the other giv's
8538                        reduced reg.  */
8539                     XEXP (x, arg_operand) = tv->new_reg;
8540                     return 1;
8541                   }
8542             }
8543 #endif
8544         }
8545
8546       /* If we get here, the biv can't be eliminated.  */
8547       return 0;
8548
8549     case MEM:
8550       /* If this address is a DEST_ADDR giv, it doesn't matter if the
8551          biv is used in it, since it will be replaced.  */
8552       for (v = bl->giv; v; v = v->next_iv)
8553         if (v->giv_type == DEST_ADDR && v->location == &XEXP (x, 0))
8554           return 1;
8555       break;
8556
8557     default:
8558       break;
8559     }
8560
8561   /* See if any subexpression fails elimination.  */
8562   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
8563   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
8564     {
8565       switch (fmt[i])
8566         {
8567         case 'e':
8568           if (! maybe_eliminate_biv_1 (XEXP (x, i), insn, bl,
8569                                        eliminate_p, where))
8570             return 0;
8571           break;
8572
8573         case 'E':
8574           for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8575             if (! maybe_eliminate_biv_1 (XVECEXP (x, i, j), insn, bl,
8576                                          eliminate_p, where))
8577               return 0;
8578           break;
8579         }
8580     }
8581
8582   return 1;
8583 }
8584 \f
8585 /* Return nonzero if the last use of REG
8586    is in an insn following INSN in the same basic block.  */
8587
8588 static int
8589 last_use_this_basic_block (reg, insn)
8590      rtx reg;
8591      rtx insn;
8592 {
8593   rtx n;
8594   for (n = insn;
8595        n && GET_CODE (n) != CODE_LABEL && GET_CODE (n) != JUMP_INSN;
8596        n = NEXT_INSN (n))
8597     {
8598       if (REGNO_LAST_UID (REGNO (reg)) == INSN_UID (n))
8599         return 1;
8600     }
8601   return 0;
8602 }
8603 \f
8604 /* Called via `note_stores' to record the initial value of a biv.  Here we
8605    just record the location of the set and process it later.  */
8606
8607 static void
8608 record_initial (dest, set)
8609      rtx dest;
8610      rtx set;
8611 {
8612   struct iv_class *bl;
8613
8614   if (GET_CODE (dest) != REG
8615       || REGNO (dest) >= max_reg_before_loop
8616       || REG_IV_TYPE (REGNO (dest)) != BASIC_INDUCT)
8617     return;
8618
8619   bl = reg_biv_class[REGNO (dest)];
8620
8621   /* If this is the first set found, record it.  */
8622   if (bl->init_insn == 0)
8623     {
8624       bl->init_insn = note_insn;
8625       bl->init_set = set;
8626     }
8627 }
8628 \f
8629 /* If any of the registers in X are "old" and currently have a last use earlier
8630    than INSN, update them to have a last use of INSN.  Their actual last use
8631    will be the previous insn but it will not have a valid uid_luid so we can't
8632    use it.  */
8633
8634 static void
8635 update_reg_last_use (x, insn)
8636      rtx x;
8637      rtx insn;
8638 {
8639   /* Check for the case where INSN does not have a valid luid.  In this case,
8640      there is no need to modify the regno_last_uid, as this can only happen
8641      when code is inserted after the loop_end to set a pseudo's final value,
8642      and hence this insn will never be the last use of x.  */
8643   if (GET_CODE (x) == REG && REGNO (x) < max_reg_before_loop
8644       && INSN_UID (insn) < max_uid_for_loop
8645       && uid_luid[REGNO_LAST_UID (REGNO (x))] < uid_luid[INSN_UID (insn)])
8646     REGNO_LAST_UID (REGNO (x)) = INSN_UID (insn);
8647   else
8648     {
8649       register int i, j;
8650       register char *fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8651       for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8652         {
8653           if (fmt[i] == 'e')
8654             update_reg_last_use (XEXP (x, i), insn);
8655           else if (fmt[i] == 'E')
8656             for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
8657               update_reg_last_use (XVECEXP (x, i, j), insn);
8658         }
8659     }
8660 }
8661 \f
8662 /* Given a jump insn JUMP, return the condition that will cause it to branch
8663    to its JUMP_LABEL.  If the condition cannot be understood, or is an
8664    inequality floating-point comparison which needs to be reversed, 0 will
8665    be returned.
8666
8667    If EARLIEST is non-zero, it is a pointer to a place where the earliest
8668    insn used in locating the condition was found.  If a replacement test
8669    of the condition is desired, it should be placed in front of that
8670    insn and we will be sure that the inputs are still valid.
8671
8672    The condition will be returned in a canonical form to simplify testing by
8673    callers.  Specifically:
8674
8675    (1) The code will always be a comparison operation (EQ, NE, GT, etc.).
8676    (2) Both operands will be machine operands; (cc0) will have been replaced.
8677    (3) If an operand is a constant, it will be the second operand.
8678    (4) (LE x const) will be replaced with (LT x <const+1>) and similarly
8679        for GE, GEU, and LEU.  */
8680
8681 rtx
8682 get_condition (jump, earliest)
8683      rtx jump;
8684      rtx *earliest;
8685 {
8686   enum rtx_code code;
8687   rtx prev = jump;
8688   rtx set;
8689   rtx tem;
8690   rtx op0, op1;
8691   int reverse_code = 0;
8692   int did_reverse_condition = 0;
8693   enum machine_mode mode;
8694
8695   /* If this is not a standard conditional jump, we can't parse it.  */
8696   if (GET_CODE (jump) != JUMP_INSN
8697       || ! condjump_p (jump) || simplejump_p (jump))
8698     return 0;
8699
8700   code = GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8701   mode = GET_MODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0));
8702   op0 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 0);
8703   op1 = XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0), 1);
8704
8705   if (earliest)
8706     *earliest = jump;
8707
8708   /* If this branches to JUMP_LABEL when the condition is false, reverse
8709      the condition.  */
8710   if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2)) == LABEL_REF
8711       && XEXP (XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 2), 0) == JUMP_LABEL (jump))
8712     code = reverse_condition (code), did_reverse_condition ^= 1;
8713
8714   /* If we are comparing a register with zero, see if the register is set
8715      in the previous insn to a COMPARE or a comparison operation.  Perform
8716      the same tests as a function of STORE_FLAG_VALUE as find_comparison_args
8717      in cse.c  */
8718
8719   while (GET_RTX_CLASS (code) == '<' && op1 == CONST0_RTX (GET_MODE (op0)))
8720     {
8721       /* Set non-zero when we find something of interest.  */
8722       rtx x = 0;
8723
8724 #ifdef HAVE_cc0
8725       /* If comparison with cc0, import actual comparison from compare
8726          insn.  */
8727       if (op0 == cc0_rtx)
8728         {
8729           if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8730               || GET_CODE (prev) != INSN
8731               || (set = single_set (prev)) == 0
8732               || SET_DEST (set) != cc0_rtx)
8733             return 0;
8734
8735           op0 = SET_SRC (set);
8736           op1 = CONST0_RTX (GET_MODE (op0));
8737           if (earliest)
8738             *earliest = prev;
8739         }
8740 #endif
8741
8742       /* If this is a COMPARE, pick up the two things being compared.  */
8743       if (GET_CODE (op0) == COMPARE)
8744         {
8745           op1 = XEXP (op0, 1);
8746           op0 = XEXP (op0, 0);
8747           continue;
8748         }
8749       else if (GET_CODE (op0) != REG)
8750         break;
8751
8752       /* Go back to the previous insn.  Stop if it is not an INSN.  We also
8753          stop if it isn't a single set or if it has a REG_INC note because
8754          we don't want to bother dealing with it.  */
8755
8756       if ((prev = prev_nonnote_insn (prev)) == 0
8757           || GET_CODE (prev) != INSN
8758           || FIND_REG_INC_NOTE (prev, 0)
8759           || (set = single_set (prev)) == 0)
8760         break;
8761
8762       /* If this is setting OP0, get what it sets it to if it looks
8763          relevant.  */
8764       if (rtx_equal_p (SET_DEST (set), op0))
8765         {
8766           enum machine_mode inner_mode = GET_MODE (SET_SRC (set));
8767
8768           /* ??? We may not combine comparisons done in a CCmode with
8769              comparisons not done in a CCmode.  This is to aid targets
8770              like Alpha that have an IEEE compliant EQ instruction, and
8771              a non-IEEE compliant BEQ instruction.  The use of CCmode is
8772              actually artificial, simply to prevent the combination, but
8773              should not affect other platforms.
8774
8775              However, we must allow VOIDmode comparisons to match either
8776              CCmode or non-CCmode comparison, because some ports have
8777              modeless comparisons inside branch patterns.
8778
8779              ??? This mode check should perhaps look more like the mode check
8780              in simplify_comparison in combine.  */
8781
8782           if ((GET_CODE (SET_SRC (set)) == COMPARE
8783                || (((code == NE
8784                      || (code == LT
8785                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8786                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8787                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8788                          && (STORE_FLAG_VALUE
8789                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8790                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8791 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8792                      || (code == LT
8793                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8794                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8795 #endif
8796                      ))
8797                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'))
8798               && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8799                    == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8800                   || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8801             x = SET_SRC (set);
8802           else if (((code == EQ
8803                      || (code == GE
8804                          && (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode)
8805                              <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8806                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_INT
8807                          && (STORE_FLAG_VALUE
8808                              & ((HOST_WIDE_INT) 1
8809                                 << (GET_MODE_BITSIZE (inner_mode) - 1))))
8810 #ifdef FLOAT_STORE_FLAG_VALUE
8811                      || (code == GE
8812                          && GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_FLOAT
8813                          && FLOAT_STORE_FLAG_VALUE < 0)
8814 #endif
8815                      ))
8816                    && GET_RTX_CLASS (GET_CODE (SET_SRC (set))) == '<'
8817                    && (((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
8818                         == (GET_MODE_CLASS (inner_mode) == MODE_CC))
8819                        || mode == VOIDmode || inner_mode == VOIDmode))
8820
8821             {
8822               /* We might have reversed a LT to get a GE here.  But this wasn't
8823                  actually the comparison of data, so we don't flag that we
8824                  have had to reverse the condition.  */
8825               did_reverse_condition ^= 1;
8826               reverse_code = 1;
8827               x = SET_SRC (set);
8828             }
8829           else
8830             break;
8831         }
8832
8833       else if (reg_set_p (op0, prev))
8834         /* If this sets OP0, but not directly, we have to give up.  */
8835         break;
8836
8837       if (x)
8838         {
8839           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (x)) == '<')
8840             code = GET_CODE (x);
8841           if (reverse_code)
8842             {
8843               code = reverse_condition (code);
8844               did_reverse_condition ^= 1;
8845               reverse_code = 0;
8846             }
8847
8848           op0 = XEXP (x, 0), op1 = XEXP (x, 1);
8849           if (earliest)
8850             *earliest = prev;
8851         }
8852     }
8853
8854   /* If constant is first, put it last.  */
8855   if (CONSTANT_P (op0))
8856     code = swap_condition (code), tem = op0, op0 = op1, op1 = tem;
8857
8858   /* If OP0 is the result of a comparison, we weren't able to find what
8859      was really being compared, so fail.  */
8860   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
8861     return 0;
8862
8863   /* Canonicalize any ordered comparison with integers involving equality
8864      if we can do computations in the relevant mode and we do not
8865      overflow.  */
8866
8867   if (GET_CODE (op1) == CONST_INT
8868       && GET_MODE (op0) != VOIDmode
8869       && GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
8870     {
8871       HOST_WIDE_INT const_val = INTVAL (op1);
8872       unsigned HOST_WIDE_INT uconst_val = const_val;
8873       unsigned HOST_WIDE_INT max_val
8874         = (unsigned HOST_WIDE_INT) GET_MODE_MASK (GET_MODE (op0));
8875
8876       switch (code)
8877         {
8878         case LE:
8879           if ((unsigned HOST_WIDE_INT) const_val != max_val >> 1)
8880             code = LT,  op1 = GEN_INT (const_val + 1);
8881           break;
8882
8883         /* When cross-compiling, const_val might be sign-extended from
8884            BITS_PER_WORD to HOST_BITS_PER_WIDE_INT */
8885         case GE:
8886           if ((HOST_WIDE_INT) (const_val & max_val)
8887               != (((HOST_WIDE_INT) 1
8888                    << (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (op0)) - 1))))
8889             code = GT, op1 = GEN_INT (const_val - 1);
8890           break;
8891
8892         case LEU:
8893           if (uconst_val < max_val)
8894             code = LTU, op1 = GEN_INT (uconst_val + 1);
8895           break;
8896
8897         case GEU:
8898           if (uconst_val != 0)
8899             code = GTU, op1 = GEN_INT (uconst_val - 1);
8900           break;
8901
8902         default:
8903           break;
8904         }
8905     }
8906
8907   /* If this was floating-point and we reversed anything other than an
8908      EQ or NE, return zero.  */
8909   if (TARGET_FLOAT_FORMAT == IEEE_FLOAT_FORMAT
8910       && did_reverse_condition && code != NE && code != EQ
8911       && ! flag_fast_math
8912       && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_FLOAT)
8913     return 0;
8914
8915 #ifdef HAVE_cc0
8916   /* Never return CC0; return zero instead.  */
8917   if (op0 == cc0_rtx)
8918     return 0;
8919 #endif
8920
8921   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, op0, op1);
8922 }
8923
8924 /* Similar to above routine, except that we also put an invariant last
8925    unless both operands are invariants.  */
8926
8927 rtx
8928 get_condition_for_loop (x)
8929      rtx x;
8930 {
8931   rtx comparison = get_condition (x, NULL_PTR);
8932
8933   if (comparison == 0
8934       || ! invariant_p (XEXP (comparison, 0))
8935       || invariant_p (XEXP (comparison, 1)))
8936     return comparison;
8937
8938   return gen_rtx_fmt_ee (swap_condition (GET_CODE (comparison)), VOIDmode,
8939                          XEXP (comparison, 1), XEXP (comparison, 0));
8940 }
8941
8942 #ifdef HAVE_decrement_and_branch_on_count
8943 /* Instrument loop for insertion of bct instruction.  We distinguish between
8944    loops with compile-time bounds and those with run-time bounds.
8945    Information from loop_iterations() is used to compute compile-time bounds.
8946    Run-time bounds should use loop preconditioning, but currently ignored.
8947  */
8948
8949 static void
8950 insert_bct (loop_start, loop_end, loop_info)
8951      rtx loop_start, loop_end;
8952      struct loop_info *loop_info;
8953 {
8954   int i;
8955   unsigned HOST_WIDE_INT n_iterations;
8956
8957   int increment_direction, compare_direction;
8958
8959   /* If the loop condition is <= or >=, the number of iteration
8960       is 1 more than the range of the bounds of the loop.  */
8961   int add_iteration = 0;
8962
8963   enum machine_mode loop_var_mode = word_mode;
8964
8965   int loop_num = uid_loop_num [INSN_UID (loop_start)];
8966
8967   /* It's impossible to instrument a competely unrolled loop.  */
8968   if (loop_info->unroll_number == -1)
8969     return;
8970
8971   /* Make sure that the count register is not in use.  */
8972   if (loop_used_count_register [loop_num])
8973     {
8974       if (loop_dump_stream)
8975         fprintf (loop_dump_stream,
8976                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: count register already in use\n",
8977                  loop_num);
8978       return;
8979     }
8980
8981   /* Make sure that the function has no indirect jumps.  */
8982   if (indirect_jump_in_function)
8983     {
8984       if (loop_dump_stream)
8985         fprintf (loop_dump_stream,
8986                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: indirect jump in function\n",
8987                  loop_num);
8988       return;
8989     }
8990
8991   /* Make sure that the last loop insn is a conditional jump.  */
8992   if (GET_CODE (PREV_INSN (loop_end)) != JUMP_INSN
8993       || ! condjump_p (PREV_INSN (loop_end))
8994       || simplejump_p (PREV_INSN (loop_end)))
8995     {
8996       if (loop_dump_stream)
8997         fprintf (loop_dump_stream,
8998                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: invalid jump at loop end\n",
8999                  loop_num);
9000       return;
9001     }
9002
9003   /* Make sure that the loop does not contain a function call
9004      (the count register might be altered by the called function).  */
9005   if (loop_has_call)
9006     {
9007       if (loop_dump_stream)
9008         fprintf (loop_dump_stream,
9009                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: function call in loop\n",
9010                  loop_num);
9011       return;
9012     }
9013
9014   /* Make sure that the loop does not jump via a table.
9015      (the count register might be used to perform the branch on table).  */
9016   if (loop_has_tablejump)
9017     {
9018       if (loop_dump_stream)
9019         fprintf (loop_dump_stream,
9020                  "insert_bct %d: BCT instrumentation failed: computed branch in the loop\n",
9021                  loop_num);
9022       return;
9023     }
9024
9025   /* Account for loop unrolling in instrumented iteration count.  */
9026   if (loop_info->unroll_number > 1)
9027     n_iterations = loop_info->n_iterations / loop_info->unroll_number;
9028   else
9029     n_iterations = loop_info->n_iterations;
9030
9031   if (n_iterations != 0 && n_iterations < 3)
9032     {
9033       /* Allow an enclosing outer loop to benefit if possible.  */
9034       if (loop_dump_stream)
9035         fprintf (loop_dump_stream,
9036                  "insert_bct %d: Too few iterations to benefit from BCT optimization\n",
9037                  loop_num);
9038       return;
9039     }
9040
9041   /* Try to instrument the loop.  */
9042
9043   /* Handle the simpler case, where the bounds are known at compile time.  */
9044   if (n_iterations > 0)
9045     {
9046       /* Mark all enclosing loops that they cannot use count register.  */
9047       for (i = loop_num; i != -1; i = loop_outer_loop[i])
9048         loop_used_count_register[i] = 1;
9049       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, GEN_INT (n_iterations));
9050       return;
9051     }
9052
9053   /* Handle the more complex case, that the bounds are NOT known
9054      at compile time.  In this case we generate run_time calculation
9055      of the number of iterations.  */
9056
9057   if (loop_info->iteration_var == 0)
9058     {
9059       if (loop_dump_stream)
9060         fprintf (loop_dump_stream,
9061                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: no loop iteration variable found\n",
9062                  loop_num);
9063       return;
9064     }
9065
9066   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != MODE_INT
9067       || GET_MODE_SIZE (GET_MODE (loop_info->iteration_var)) != UNITS_PER_WORD)
9068     {
9069       if (loop_dump_stream)
9070         fprintf (loop_dump_stream,
9071                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: loop variable not integer\n",
9072                  loop_num);
9073       return;
9074     }
9075
9076   /* With runtime bounds, if the compare is of the form '!=' we give up */
9077   if (loop_info->comparison_code == NE)
9078     {
9079       if (loop_dump_stream)
9080         fprintf (loop_dump_stream,
9081                  "insert_bct %d: BCT Runtime Instrumentation failed: runtime bounds with != comparison\n",
9082                  loop_num);
9083       return;
9084     }
9085 /* Use common loop preconditioning code instead.  */
9086 #if 0
9087   else
9088     {
9089       /* We rely on the existence of run-time guard to ensure that the
9090          loop executes at least once.  */
9091       rtx sequence;
9092       rtx iterations_num_reg;
9093
9094       unsigned HOST_WIDE_INT increment_value_abs
9095         = INTVAL (increment) * increment_direction;
9096
9097       /* make sure that the increment is a power of two, otherwise (an
9098          expensive) divide is needed.  */
9099       if (exact_log2 (increment_value_abs) == -1)
9100         {
9101           if (loop_dump_stream)
9102             fprintf (loop_dump_stream,
9103                      "insert_bct: not instrumenting BCT because the increment is not power of 2\n");
9104           return;
9105         }
9106
9107       /* compute the number of iterations */
9108       start_sequence ();
9109       {
9110         rtx temp_reg;
9111
9112         /* Again, the number of iterations is calculated by:
9113            ;
9114            ;                  compare-val - initial-val + (increment -1) + additional-iteration
9115            ; num_iterations = -----------------------------------------------------------------
9116            ;                                           increment
9117          */
9118         /* ??? Do we have to call copy_rtx here before passing rtx to
9119            expand_binop?  */
9120         if (compare_direction > 0)
9121           {
9122             /* <, <= :the loop variable is increasing */
9123             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9124                                      comparison_value, initial_value,
9125                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9126           }
9127         else
9128           {
9129             temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, sub_optab,
9130                                      initial_value, comparison_value,
9131                                      NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9132           }
9133
9134         if (increment_value_abs - 1 + add_iteration != 0)
9135           temp_reg = expand_binop (loop_var_mode, add_optab, temp_reg,
9136                                    GEN_INT (increment_value_abs - 1
9137                                             + add_iteration),
9138                                    NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9139
9140         if (increment_value_abs != 1)
9141           {
9142             /* ??? This will generate an expensive divide instruction for
9143                most targets.  The original authors apparently expected this
9144                to be a shift, since they test for power-of-2 divisors above,
9145                but just naively generating a divide instruction will not give
9146                a shift.  It happens to work for the PowerPC target because
9147                the rs6000.md file has a divide pattern that emits shifts.
9148                It will probably not work for any other target.  */
9149             iterations_num_reg = expand_binop (loop_var_mode, sdiv_optab,
9150                                                temp_reg,
9151                                                GEN_INT (increment_value_abs),
9152                                                NULL_RTX, 0, OPTAB_LIB_WIDEN);
9153           }
9154         else
9155           iterations_num_reg = temp_reg;
9156       }
9157       sequence = gen_sequence ();
9158       end_sequence ();
9159       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9160       instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, iterations_num_reg);
9161     }
9162
9163   return;
9164 #endif /* Complex case */
9165 }
9166
9167 /* Instrument loop by inserting a bct in it as follows:
9168    1. A new counter register is created.
9169    2. In the head of the loop the new variable is initialized to the value
9170    passed in the loop_num_iterations parameter.
9171    3. At the end of the loop, comparison of the register with 0 is generated.
9172    The created comparison follows the pattern defined for the
9173    decrement_and_branch_on_count insn, so this insn will be generated.
9174    4. The branch on the old variable are deleted.  The compare must remain
9175    because it might be used elsewhere.  If the loop-variable or condition
9176    register are used elsewhere, they will be eliminated by flow.  */
9177
9178 static void
9179 instrument_loop_bct (loop_start, loop_end, loop_num_iterations)
9180      rtx loop_start, loop_end;
9181      rtx loop_num_iterations;
9182 {
9183   rtx counter_reg;
9184   rtx start_label;
9185   rtx sequence;
9186
9187   if (HAVE_decrement_and_branch_on_count)
9188     {
9189       if (loop_dump_stream)
9190         {
9191           fputs ("instrument_bct: Inserting BCT (", loop_dump_stream);
9192           if (GET_CODE (loop_num_iterations) == CONST_INT)
9193             fprintf (loop_dump_stream, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
9194                      INTVAL (loop_num_iterations));
9195           else
9196             fputs ("runtime", loop_dump_stream);
9197           fputs (" iterations)", loop_dump_stream);
9198         }
9199
9200       /* Discard original jump to continue loop.  Original compare result
9201          may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
9202       delete_insn (PREV_INSN (loop_end));
9203
9204       /* Insert the label which will delimit the start of the loop.  */
9205       start_label = gen_label_rtx ();
9206       emit_label_after (start_label, loop_start);
9207
9208       /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
9209       start_sequence ();
9210       counter_reg = gen_reg_rtx (word_mode);
9211       emit_insn (gen_move_insn (counter_reg, loop_num_iterations));
9212       sequence = gen_sequence ();
9213       end_sequence ();
9214       emit_insn_before (sequence, loop_start);
9215
9216       /* Insert new comparison on the count register instead of the
9217          old one, generating the needed BCT pattern (that will be
9218          later recognized by assembly generation phase).  */
9219       emit_jump_insn_before (gen_decrement_and_branch_on_count (counter_reg,
9220                                                                 start_label),
9221                              loop_end);
9222       LABEL_NUSES (start_label)++;
9223     }
9224
9225 }
9226 #endif /* HAVE_decrement_and_branch_on_count */
9227
9228 /* Scan the function and determine whether it has indirect (computed) jumps.
9229
9230    This is taken mostly from flow.c; similar code exists elsewhere
9231    in the compiler.  It may be useful to put this into rtlanal.c.  */
9232 static int
9233 indirect_jump_in_function_p (start)
9234      rtx start;
9235 {
9236   rtx insn;
9237
9238   for (insn = start; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9239     if (computed_jump_p (insn))
9240       return 1;
9241
9242   return 0;
9243 }
9244
9245 /* Add MEM to the LOOP_MEMS array, if appropriate.  See the
9246    documentation for LOOP_MEMS for the definition of `appropriate'.
9247    This function is called from prescan_loop via for_each_rtx.  */
9248
9249 static int
9250 insert_loop_mem (mem, data)
9251      rtx *mem;
9252      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
9253 {
9254   int i;
9255   rtx m = *mem;
9256
9257   if (m == NULL_RTX)
9258     return 0;
9259
9260   switch (GET_CODE (m))
9261     {
9262     case MEM:
9263       break;
9264
9265     case CONST_DOUBLE:
9266       /* We're not interested in the MEM associated with a
9267          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into this.  */
9268       return -1;
9269
9270     default:
9271       /* This is not a MEM.  */
9272       return 0;
9273     }
9274
9275   /* See if we've already seen this MEM.  */
9276   for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9277     if (rtx_equal_p (m, loop_mems[i].mem))
9278       {
9279         if (GET_MODE (m) != GET_MODE (loop_mems[i].mem))
9280           /* The modes of the two memory accesses are different.  If
9281              this happens, something tricky is going on, and we just
9282              don't optimize accesses to this MEM.  */
9283           loop_mems[i].optimize = 0;
9284
9285         return 0;
9286       }
9287
9288   /* Resize the array, if necessary.  */
9289   if (loop_mems_idx == loop_mems_allocated)
9290     {
9291       if (loop_mems_allocated != 0)
9292         loop_mems_allocated *= 2;
9293       else
9294         loop_mems_allocated = 32;
9295
9296       loop_mems = (loop_mem_info*)
9297         xrealloc (loop_mems,
9298                   loop_mems_allocated * sizeof (loop_mem_info));
9299     }
9300
9301   /* Actually insert the MEM.  */
9302   loop_mems[loop_mems_idx].mem = m;
9303   /* We can't hoist this MEM out of the loop if it's a BLKmode MEM
9304      because we can't put it in a register.  We still store it in the
9305      table, though, so that if we see the same address later, but in a
9306      non-BLK mode, we'll not think we can optimize it at that point.  */
9307   loop_mems[loop_mems_idx].optimize = (GET_MODE (m) != BLKmode);
9308   loop_mems[loop_mems_idx].reg = NULL_RTX;
9309   ++loop_mems_idx;
9310
9311   return 0;
9312 }
9313
9314 /* Like load_mems, but also ensures that SET_IN_LOOP,
9315    MAY_NOT_OPTIMIZE, REG_SINGLE_USAGE, and INSN_COUNT have the correct
9316    values after load_mems.  */
9317
9318 static void
9319 load_mems_and_recount_loop_regs_set (scan_start, end, loop_top, start,
9320                                      insn_count)
9321      rtx scan_start;
9322      rtx end;
9323      rtx loop_top;
9324      rtx start;
9325      int *insn_count;
9326 {
9327   int nregs = max_reg_num ();
9328
9329   load_mems (scan_start, end, loop_top, start);
9330
9331   /* Recalculate set_in_loop and friends since load_mems may have
9332      created new registers.  */
9333   if (max_reg_num () > nregs)
9334     {
9335       int i;
9336       int old_nregs;
9337
9338       old_nregs = nregs;
9339       nregs = max_reg_num ();
9340
9341       if ((unsigned) nregs > set_in_loop->num_elements)
9342         {
9343           /* Grow all the arrays.  */
9344           VARRAY_GROW (set_in_loop, nregs);
9345           VARRAY_GROW (n_times_set, nregs);
9346           VARRAY_GROW (may_not_optimize, nregs);
9347           VARRAY_GROW (reg_single_usage, nregs);
9348         }
9349       /* Clear the arrays */
9350       bzero ((char *) &set_in_loop->data, nregs * sizeof (int));
9351       bzero ((char *) &may_not_optimize->data, nregs * sizeof (char));
9352       bzero ((char *) &reg_single_usage->data, nregs * sizeof (rtx));
9353
9354       count_loop_regs_set (loop_top ? loop_top : start, end,
9355                            may_not_optimize, reg_single_usage,
9356                            insn_count, nregs);
9357
9358       for (i = 0; i < FIRST_PSEUDO_REGISTER; i++)
9359         {
9360           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9361           VARRAY_INT (set_in_loop, i) = 1;
9362         }
9363
9364 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
9365       /* Don't try to move insns which set CC registers if we should not
9366          create CCmode register copies.  */
9367       for (i = max_reg_num () - 1; i >= FIRST_PSEUDO_REGISTER; i--)
9368         if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (regno_reg_rtx[i])) == MODE_CC)
9369           VARRAY_CHAR (may_not_optimize, i) = 1;
9370 #endif
9371
9372       /* Set n_times_set for the new registers.  */
9373       bcopy ((char *) (&set_in_loop->data.i[0] + old_nregs),
9374              (char *) (&n_times_set->data.i[0] + old_nregs),
9375              (nregs - old_nregs) * sizeof (int));
9376     }
9377 }
9378
9379 /* Move MEMs into registers for the duration of the loop.  SCAN_START
9380    is the first instruction in the loop (as it is executed).  The
9381    other parameters are as for next_insn_in_loop.  */
9382
9383 static void
9384 load_mems (scan_start, end, loop_top, start)
9385      rtx scan_start;
9386      rtx end;
9387      rtx loop_top;
9388      rtx start;
9389 {
9390   int maybe_never = 0;
9391   int i;
9392   rtx p;
9393   rtx label = NULL_RTX;
9394   rtx end_label;
9395
9396   if (loop_mems_idx > 0)
9397     {
9398       /* Nonzero if the next instruction may never be executed.  */
9399       int next_maybe_never = 0;
9400
9401       /* Check to see if it's possible that some instructions in the
9402          loop are never executed.  */
9403       for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9404            p != NULL_RTX && !maybe_never;
9405            p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9406         {
9407           if (GET_CODE (p) == CODE_LABEL)
9408             maybe_never = 1;
9409           else if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9410                    /* If we enter the loop in the middle, and scan
9411                       around to the beginning, don't set maybe_never
9412                       for that.  This must be an unconditional jump,
9413                       otherwise the code at the top of the loop might
9414                       never be executed.  Unconditional jumps are
9415                       followed a by barrier then loop end.  */
9416                    && ! (GET_CODE (p) == JUMP_INSN
9417                          && JUMP_LABEL (p) == loop_top
9418                          && NEXT_INSN (NEXT_INSN (p)) == end
9419                          && simplejump_p (p)))
9420             {
9421               if (!condjump_p (p))
9422                 /* Something complicated.  */
9423                 maybe_never = 1;
9424               else
9425                 /* If there are any more instructions in the loop, they
9426                    might not be reached.  */
9427                 next_maybe_never = 1;
9428             }
9429           else if (next_maybe_never)
9430             maybe_never = 1;
9431         }
9432
9433       /* Actually move the MEMs.  */
9434       for (i = 0; i < loop_mems_idx; ++i)
9435         {
9436           int written = 0;
9437           rtx reg;
9438           rtx mem = loop_mems[i].mem;
9439           rtx mem_list_entry;
9440
9441           if (MEM_VOLATILE_P (mem)
9442               || invariant_p (XEXP (mem, 0)) != 1)
9443             /* There's no telling whether or not MEM is modified.  */
9444             loop_mems[i].optimize = 0;
9445
9446           /* Go through the MEMs written to in the loop to see if this
9447              one is aliased by one of them.  */
9448           mem_list_entry = loop_store_mems;
9449           while (mem_list_entry)
9450             {
9451               if (rtx_equal_p (mem, XEXP (mem_list_entry, 0)))
9452                 written = 1;
9453               else if (true_dependence (XEXP (mem_list_entry, 0), VOIDmode,
9454                                         mem, rtx_varies_p))
9455                 {
9456                   /* MEM is indeed aliased by this store.  */
9457                   loop_mems[i].optimize = 0;
9458                   break;
9459                 }
9460               mem_list_entry = XEXP (mem_list_entry, 1);
9461             }
9462
9463           /* If this MEM is written to, we must be sure that there
9464              are no reads from another MEM that aliases this one.  */
9465           if (loop_mems[i].optimize && written)
9466             {
9467               int j;
9468
9469               for (j = 0; j < loop_mems_idx; ++j)
9470                 {
9471                   if (j == i)
9472                     continue;
9473                   else if (true_dependence (mem,
9474                                             VOIDmode,
9475                                             loop_mems[j].mem,
9476                                             rtx_varies_p))
9477                     {
9478                       /* It's not safe to hoist loop_mems[i] out of
9479                          the loop because writes to it might not be
9480                          seen by reads from loop_mems[j].  */
9481                       loop_mems[i].optimize = 0;
9482                       break;
9483                     }
9484                 }
9485             }
9486
9487           if (maybe_never && may_trap_p (mem))
9488             /* We can't access the MEM outside the loop; it might
9489                cause a trap that wouldn't have happened otherwise.  */
9490             loop_mems[i].optimize = 0;
9491
9492           if (!loop_mems[i].optimize)
9493             /* We thought we were going to lift this MEM out of the
9494                loop, but later discovered that we could not.  */
9495             continue;
9496
9497           /* Allocate a pseudo for this MEM.  We set REG_USERVAR_P in
9498              order to keep scan_loop from moving stores to this MEM
9499              out of the loop just because this REG is neither a
9500              user-variable nor used in the loop test.  */
9501           reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (mem));
9502           REG_USERVAR_P (reg) = 1;
9503           loop_mems[i].reg = reg;
9504
9505           /* Now, replace all references to the MEM with the
9506              corresponding pesudos.  */
9507           for (p = next_insn_in_loop (scan_start, scan_start, end, loop_top);
9508                p != NULL_RTX;
9509                p = next_insn_in_loop (p, scan_start, end, loop_top))
9510             {
9511               rtx_and_int ri;
9512               ri.r = p;
9513               ri.i = i;
9514               for_each_rtx (&p, replace_loop_mem, &ri);
9515             }
9516
9517           if (!apply_change_group ())
9518             /* We couldn't replace all occurrences of the MEM.  */
9519             loop_mems[i].optimize = 0;
9520           else
9521             {
9522               rtx set;
9523
9524               /* Load the memory immediately before START, which is
9525                  the NOTE_LOOP_BEG.  */
9526               set = gen_move_insn (reg, mem);
9527               emit_insn_before (set, start);
9528
9529               if (written)
9530                 {
9531                   if (label == NULL_RTX)
9532                     {
9533                       /* We must compute the former
9534                          right-after-the-end label before we insert
9535                          the new one.  */
9536                       end_label = next_label (end);
9537                       label = gen_label_rtx ();
9538                       emit_label_after (label, end);
9539                     }
9540
9541                   /* Store the memory immediately after END, which is
9542                    the NOTE_LOOP_END.  */
9543                   set = gen_move_insn (copy_rtx (mem), reg);
9544                   emit_insn_after (set, label);
9545                 }
9546
9547               if (loop_dump_stream)
9548                 {
9549                   fprintf (loop_dump_stream, "Hoisted regno %d %s from ",
9550                            REGNO (reg), (written ? "r/w" : "r/o"));
9551                   print_rtl (loop_dump_stream, mem);
9552                   fputc ('\n', loop_dump_stream);
9553                 }
9554             }
9555         }
9556     }
9557
9558   if (label != NULL_RTX)
9559     {
9560       /* Now, we need to replace all references to the previous exit
9561          label with the new one.  */
9562       rtx_pair rr;
9563       rr.r1 = end_label;
9564       rr.r2 = label;
9565
9566       for (p = start; p != end; p = NEXT_INSN (p))
9567         {
9568           for_each_rtx (&p, replace_label, &rr);
9569
9570           /* If this is a JUMP_INSN, then we also need to fix the JUMP_LABEL
9571              field.  This is not handled by for_each_rtx because it doesn't
9572              handle unprinted ('0') fields.  We need to update JUMP_LABEL
9573              because the immediately following unroll pass will use it.
9574              replace_label would not work anyways, because that only handles
9575              LABEL_REFs.  */
9576           if (GET_CODE (p) == JUMP_INSN && JUMP_LABEL (p) == end_label)
9577             JUMP_LABEL (p) = label;
9578         }
9579     }
9580 }
9581
9582 /* Replace MEM with its associated pseudo register.  This function is
9583    called from load_mems via for_each_rtx.  DATA is actually an
9584    rtx_and_int * describing the instruction currently being scanned
9585    and the MEM we are currently replacing.  */
9586
9587 static int
9588 replace_loop_mem (mem, data)
9589      rtx *mem;
9590      void *data;
9591 {
9592   rtx_and_int *ri;
9593   rtx insn;
9594   int i;
9595   rtx m = *mem;
9596
9597   if (m == NULL_RTX)
9598     return 0;
9599
9600   switch (GET_CODE (m))
9601     {
9602     case MEM:
9603       break;
9604
9605     case CONST_DOUBLE:
9606       /* We're not interested in the MEM associated with a
9607          CONST_DOUBLE, so there's no need to traverse into one.  */
9608       return -1;
9609
9610     default:
9611       /* This is not a MEM.  */
9612       return 0;
9613     }
9614
9615   ri = (rtx_and_int*) data;
9616   i = ri->i;
9617
9618   if (!rtx_equal_p (loop_mems[i].mem, m))
9619     /* This is not the MEM we are currently replacing.  */
9620     return 0;
9621
9622   insn = ri->r;
9623
9624   /* Actually replace the MEM.  */
9625   validate_change (insn, mem, loop_mems[i].reg, 1);
9626
9627   return 0;
9628 }
9629
9630 /* Replace occurrences of the old exit label for the loop with the new
9631    one.  DATA is an rtx_pair containing the old and new labels,
9632    respectively.  */
9633
9634 static int
9635 replace_label (x, data)
9636      rtx *x;
9637      void *data;
9638 {
9639   rtx l = *x;
9640   rtx old_label = ((rtx_pair*) data)->r1;
9641   rtx new_label = ((rtx_pair*) data)->r2;
9642
9643   if (l == NULL_RTX)
9644     return 0;
9645
9646   if (GET_CODE (l) != LABEL_REF)
9647     return 0;
9648
9649   if (XEXP (l, 0) != old_label)
9650     return 0;
9651
9652   XEXP (l, 0) = new_label;
9653   ++LABEL_NUSES (new_label);
9654   --LABEL_NUSES (old_label);
9655
9656   return 0;
9657 }
9658