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